Restauración de Terrenos y Evaluación Ambiental en Minería

MANUAL DE RESTAURACION DE TERRENOS Y EVALUACION
DE IMPACTOS AMBIENTALES EN MlNERlA
8
2
MINISTERIO DE INDUSTRIAY ENERGIA
MANUAL DE RESTAURACION
DE TERRENOS
Y EVALUACION DE IMPACTOS
AMBIENTALES EN MlNERlA
-q
A
\
A
InstitutoTecnológico GeoMinero de España
Este manual ha sido realizado por el siguiente equipo técnico:
ITGE:
EPM, S. A.:
D. FRANCISCO JAVIER AYALA CARCEDO
Ing. de Minas. Jefe de la División de
Ingeniería GeoAmbiental
Director del Proyecto por el ITGE
D. CARLOS LOPEZ JIMENO
Dr. Ing. de Minas
Director del Proyecto por EPM, S. A.
D. LUCAS VADILLO FERNANDEZ
Ing. de Minas. División de Ingeniería
GeoAmbiental
D.' M.' PAZ ARAMBURU MAQUA (')
Dra. en Ciencias Biológicas
D.. MILAGROS ESCRIBANO BOMBIN
Lda. en Quimica Agricola
D. RAFAEL ESCRIBANO BOMBIN (')
Dr. Ing. de Montes
D.' MERCEDES DE FRUTOS GOMEZ (')
Lda. en Ciencias Biológicas
D. SANTIAGO MANGLANO ALONSO
Ing. de Minas
D.' CARMEN MATAIX GONZALEZ
Lda. en Ciencias Biologícas
D. JOSE M. TOLEDO SANTOS
Ingeniero de Minas
Este trabajo ha sido financiado íntegramente por el INSTITUTO TECNOLOGICO GEOMINERO
DE ESPANA y efectuado en régimen de contratación con la empresa EPM, S. A. (ESTUDIOS
Y PROYECTOS MINEROS. S. A,), con la colaboración de las personas indicadas (*) del Departamento de Proyectos y Planificación Rural de \a E.T.S. de Ingenieros de Montes de Madrid.
@ INSTITUTO TECNOLOGICO GEOMINERO DE ESPANA
CI Rlos Rosas. 23.28003 MADRID
Telf.: (91) 441 65 00. TBlex: 48054
Fax 442 62 16
FOTO PORTADA: Zona restaurada y en explotación de Mina Emma.
ENCASUR (Puertollano. Ciudad Real). Autor: JOSE MARA DE SALAS.
N.I.P.O.: 232-89-15-3
I.S.B.N.: 84-7840-019-2
Depósito Legal: M. 41.610-1989
Imprime: Rivadeneyra. S. A
Cuesta de San Vicente. 28
28008 MADRID
PRESENTACION
La capacidad de actuación del hombre sobre la Naturaleza se ha incrementado durante nuestro siglo. En el sector de la Minería, el desarrollo de nuevas técnicas y equipos se ha traducido en un alto grado de mecanización, que ha hecho posible mover
grandes volúmenes de rocas para extraer los minerales de la corteza terrestre. Esta
actividad, necesaria para satisfacer las necesidades del hombre, ha llevado aparejada
una serie de alteraciones en el medio biofisico, sobre todo en aquellas cuencas donde
se concentran varios enclaves de extracción.
La preocupación actual por la calidad del Medio Ambiente ha trascendido del mundo científico y técnico que venía preocupándose por él, para formar parte de las inquietudes cotidianas de todos los ciudadanos. El aprovechamiento de los recursos rninerales es necesario que se plantee con criterios técnicos racionales y juiciosos, que
permitan establecer, al menos, un equilibrio entre el nivel de alteración del Medio Natural y los beneficios producidos por dicha actividad.
Este Manual de Restauración contribuye a alcanzar ese equilibrio, y responde a
una de las actividades tecnológicas del ITGE, que le consolidan en su posición de servicio público, en este caso, con el trabajo realizado de interrelación entre la Minería y
el Medio Ambiente. Con ello, el Instituto facilita el cumplimiento del Real Decreto
1131188, por el que se aprueba el Reglamento para la ejecución del Real Decreto Legislativo 1302186. Al mismo tiempo, este trabajo se integra en uno-de los objetivos prioritarios del MINER de adaptar la industria espafiola a la normativa medioambiental de
la Comunidad Europea, que ha dado lugar al recientemente aprobado Programa de
Creación de una Base Industrial, Energética y Tecnológica Medioambiental.
Enrique Garcia Alvarez
Director General de Minas y de la Construcción
PROLOGO
Las explotaciones mineras producen diversas alteraciones en el medio ambiente,
entre las que cabe destacar: la degradación del paisaje, la desaparición del uso productivo de la tierra, el aumento de la erosión de la zona al desaparecer la cubierta vegetal, la posible contaminación por sustancias tóxicas, por el ruido, etc.
Los proyectos de restauración, que son preceptivos realizar junto con el de explotación, persiguen la adecuación ecológica y paisajistica de los terrenos afectados con
vistas a la reinserción del área ocupada en el entorno medio-ambiental. Tal plan de
restauración comenzará con el análisis y evaluación de las alteraciones producidas en
cada una de las áreas y elementos que constituyen la zona considerada, y en distintas
fases del desarrollo de la misma, para después establecer las medidas correctoras necesarias para anular o mitigar los impactos más significativos asociados a la explotación minera. Es en ese conjunto de actuaciones donde la revegetación juega un papel
muy importante en el contexto de la recuperación de los terrenos, siendo una de las
razones fundamentales de este manual.
La estructura de la obra se ha planteado con un enfoque sistémico y un lenguaje
asequible y exento de complejidad para todos aquellos profesionales ligados a la mineria, tanto directa como indirectamente, con el ánimo de aportar un abanico de soluciones y pautas, entre las cuales puede encontrarse la id6nea a cada situación.
Por último, resaltar la necesidad de abordar esta temática por equipos interdisciplinares, pues la formulación de un objetivo ecológico, como es la recuperación de los
terrenos afectados, implica un extenso conjunto de operaciones y factores relacionados entre si a los que muy difícilmente puede hacer frente un solo individuo.
INDICE
4.2. Drenaje ................................
4.3. Empleo de elementos resistentes .......
4.4. Correcciones superficiales ..............
21
21
21
BlBLlOGRAFlA ..................................
21
CAP~TULO
1. LA MlNERlA Y EL MEDIO
AMBIENTE
1. INTRODUCCION ............................
1
........
1
3 . EVOLUCION HlSTORlCA DE LA PRODUCClON DE MINERALES .......................
2
4 . CRECIMIENTO FUTURO DE LA DEMANDA
DE MINERALES .............................
3
2. LOS MINERALES Y LA HUMANIDAD
5 . EL MEDIO AMBIENTE Y SU RELACION CON
LA MlNERlA .................................
5.1. El concepto de Medio Ambiente ........
5.2. La gestión de los recursos minerales y el
medio ambiente ........................
5.3. El papel de la restauración de los terrenos afectados por la minería ............
CAP~TULO
3. ESCOMBRERAS
................................
Objetivos de los Estudios de Evaluación
de Impacto Ambiental
6.2. Contenidos de los proyectos de restauración .................................
6.3. Bibliografía básica recomendada ........
6.1.
..................
23
'2. FACTORES LOCALES PARA LA UBlCAClON
23
2.1. Lugar del emplazamiento ...............
2.2. Tamaño y forma .......................
2.3. Geología y capacidad portante .........
2.4. Método de selección del emplazamiento
23
23
24
24
...
25
4. CONSIDERACIONES DE DISENO DE LAS
ESCOMBRERAS ............................
25
4
4
4
6
6. ELABORACION DE LOS ESTUDIOS DE IM-
PACTO AMBIENTAL Y PROYECTOS DE RESTAURACION
1. INTRODUCCION ............................
3. CARACTERISTICAS DE LOS ESTERILES
6
4.1.
4.2.
6
4.3.
7
10
4.4.
Métodos y sistemas constructivos ......
Rehabilitación y auscultación de escombreras durante su construcción .........
Normas para garantizar la estabilidad de
las escombreras .......................
Cálculos de estabilidad de escombreras
5. RESTAURACION Y ABANDONO DE ESCOMBRERAS ....................................
25
26
27
33
40
d
Estabilización de escombreras y acondicionamiento para el abandono ..........
Extinción de incendios en escombreras .
40
41
6. REUTILIZACION Y APROVECHAMIENTO DE
LOS ESTERILES ............................
42
BlBLlOGRAFlA ..................................
43
5.1.
CAP~TULO
2 . TIPOS DE
EXPLOTACIONES
MINERAS
.
1
INTRODUCCION ............................
2. FASES DE DESARROLLO DE UNA EXPLOTACION MINERA ............................
3. TIPOS DE EXPLOTACIONES A CIELO ABIERTO ..........................................
3.1. Cortas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Descubiertas ...........................
3.3. Terrazas ...............................
3.4. Contorno ..............................
3.5. Canteras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.6. Graveras ..............................
5.2.
CAP~TULO
4 . PRESAS DE RESlDUOS
1. INTRODUCCION ............................
45
FACTORES LOCALES DE UBlCAClON ......
45
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
4 . ESTABlLlZAClON DE TALUDES EN ROCA
4.1. 'Modificaciones de la geometría . . . . . . . . .
3.
Topografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tamaño ...............................
Geología y sismicidad ..................
Permeabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Otros factores locales . . . . . . . . . . . . . . . . . .
CARACTERISTICAS DE LOS LODOS . . . . . . . .
46
46
46
46
47
47
4 . CARACTERISTICAS DE LOS EFLUENTES
..
5. CONSIDERACIONES DE DISENO DE LAS
PRESAS DE ESTERILES .....................
5.1. Construcción hacia aguas arriba ........
5.2. Construcción hacia aguas abajo ........
5.3. Construcción centrada .................
5.4. Otros métodos de construcción .........
5.5. Otras consideraciones de diseño .......
6
.
RESTAURACION Y ABANDONO DE PRESAS
DE RESIDUOS ..............................
48
5. PREVENCION DEL POLVO Y METODOS DE
48
6. RESUMEN DE RECOMENDACIONES .......
82
48
49
50
51
51
BIBLIOGRAFIA ..................................
83
Estabilidad de las estructuras a largo
plazo ..................................
52
6.2. Protección frente a los procesos erosivos
a largo plazo ...........................
53
6.3. Prevención de la contaminación ambiental .....................................
54
6.4. Acondicionamiento para la recuperación
y abandono de presas ................. 56
6.5. Puesta en uso productivo de los terrenos
recuperados ........................... 57
57
2. CONTENIDO DE LA E.I.A.M. EN LA INDUSTRIA EXTRACTIVA
59
2.7.
3. LEGlSLAClON AMBIENTAL EN MlNERlA
85
2. CARACTERISTICAS DEL RUIDO
85
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
............
Ruido .................................
Tono ..................................
Sonoridad .............................
Adición de niveles sonoros .............
Atenuación del sonido con la distancia . .
Tipos de ruidos ........................
59
60
61
64
66
88
....
90
...........
91
6. NIVELES MAXIMOS DE RUIDO ACEPTABLES
92
.......
BlBLlOGRAFlA ..................................
93
CAP~TULO
8
.
71
71
BlBLlOGRAFlA ..................................
72
CONTROL Y . .
PREVENCION DE LA
CONTAMINACION DEL
AGUA
1. INTRODUCCION
2.1.
2.2.
2.3.
...
............................
Modificación del nivel piezométrico .....
Alteración de los niveles piezométricos
por la extracción de arenas y gravas ....
Contaminación del agua subterrinea ...
CAPITULO
6. CONTROL Y
PREVENCION DEL POLVO
3. AGUAS SUPERFICIALES
1. INTRODUCCION
3.1.
....................
Estándares de cilidad ................
............................
73
4. CARACTERISTICAS 5 LAS AGUAS GENERADAS POR LAS ACTIVIDADES MINERAS ..
2. FUENTES DE CONTAMINACION ATMOSFERICA ........................................
73
4.1. Aguas alcalinas ........................
4.2. Aguas ácidas ..........................
3. CONCEPTOS DE EMlSlON E INMISION .....
73
Factores de emisión de motores diese! .
3.2. Factores de emisión en operaciones mineras ..................................
74
5. TECNICAS PREVENTIVAS DE FORMACION
DE AGUAS ACIDAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.
XII
EVALUACION DEL NIVEL DE CONTAMINAClON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
93
71
....
3.1.
85
85
86
87
87
87
3. CAUSAS Y NIVELES DE RUIDOS EN EXPLOTACIONES MINERAS .......................
7. RESUMEN DE RECOMENDACIONES
59
Medidas correctoras ...................
Plan de abandono y recuperación. Programa de seguimiento y control .........
Impactos positivos en el ámbito socioeconómico ..............................
1. INTRODUCCION ............................
5. MEDIDA Y ANALlSlS DEL RUIDO
1. INTRODUCCION ............................
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
77
CAP~TULO
7. CONTROL Y
PREVENCION DEL RUIDO
4. CONTROL Y CORRECCION DEL RUIDO
CAPITULO5. LA IDENTIFICACION DE
ALTERACIONES Y LA
EVALUACION DEL
IMPACTO AMBIENTAL
..........................
Anilisis del proyecto ...................
Estudio del Medio ......................
Identificacióny predicción de impactos ..
Evaluación de impactos ................
..................................
52
6.1.
BlBLlOGRAFlA ..................................
CONTROL
75
75
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
Métodos de barrera ....................
Métodos químicos ......................
Métodos de inhibición bacteriana .......
Técnicas de predicción de formación de
aguas ácidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
95
6. TRATAMIENTO DE EFLUENTES
6.1.
6.2:
............
suspensión.
112
Eliminación de sólidos en
Decantación ........................... 112
Neutralización química ................. 112
6.2.1.
6.2.2.
6.2.3.
Método convencional ........... 112
Sistema ILS (In Line System) ... 114
Neutralización con aguas frescas 115
6.3. Osmosis inversa .......................
6.4. Intercambio iónico .....................
6.5. Tratamiento en ciénagas con especies
vegetales y calizas
6.6. Tratamientos bioldgicos ................
.....................
BlBLlOGRAFlA ..................................
2. VIBRACIONES DEL TERRENO ..............
120
120
120
121
121
122
122
125
125
126
126
129
4. ONDA AEREA ............................... 129
.....................
5 . PROYECCIONES ...........................
4.1.
Criterios de danos
Métodos directos ....................... 141
4.2.1. Calicatas y excavaciones piloto
4.2.2. Pozos de investigación
4.2.3. Sondeos y barrenos
130
131
141
141
141
5 . CONTROL Y CONSOLIDACION DE HUECOS .
MINEROS POCO PROFUNDOS. ABANDONO
DE LABORES SUBTERRANEAS ............. 141
Minados abiertos .......................
Minados hundidos .....................
Situaciones especiales de consolidación
Abandono de labores subterráneas .....
BIBLIOGRAFIA ..................................
142
143
144
145
148
CAP~TULO
11. CONTROL DE LA
EROSION Y
SEDIMENTACION
OBRAS
ESTRUCTURALES
.
.
2.
1
INTRODUCCION ............................ 149
EVALUACION DE LA EROSION HIDRICA .... 150
3 . CONTROL DE LA EROSION Y SEDIMENTACION .....................................
3.1.
3.2.
154
Cálculo de los caudales a desaguar .... 154
Canales y diques ...................... 157
..........
Difusores laminares ....................
Protección de sumideros ...............
Protección de desagües .................
3.2.1.
Protección de canales
3.3.
3.4.
3.5.
3.6. Barreras de sedimentos ................
3.7. Desagüe de taludes ....................
3.8. Protección de bermas ..................
3.9. Perfiles de los taludes ..................
3.1 0. Balsas de decankción
;
............. ...
161
163
163
165
165
167
170
171
171
Ubicación y tamaño ............ 171
Elementos constructivos ....... 173
3.1 1. Filtros de superficie ...................
CAP~TULO
10. CONTROL DE
HUNDIMIENTOS
MINEROS
176
BlBLlOGRAFlA .................................. 176
1. INTRODUCCION ............................ 133
2. METODOS DE PREDlCClON DE HUNDIMIEN133
TOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Estabilidad superficial en áreas minadas
.
.........
............
3.10.1.
3.10.2.
2.1.
140
140
6. RECOMENDACIONES DE CONSTRUCCION
SOBRE AREAS MINADAS SIN CONSOLIDAR 147
119
3.1. Propiedades del macizo rocoso .........
3.2. Propiedades del explosivo ..............
3.3; Geometría de la voladura y secuencia de
iniciación ..............................
3.4. Cargas máximas recomendadas cuando
no se dispone de instrumentación de
registro ................................
4.2.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
1. INTRODUCCION ............................
3. COtjSlDERAClONES PRACTICAS EN EL DISENO DE VOLADURAS .....................
4.1 .1. Métodos geofisicos .............
4.1.2. Métodos geoquimicos ..........
116
116
117
138
4. TECNICAS DE LOCALlZAClON DE LABORES
SUBTERRANEAS ........................... 139
4.1. Métodos indirectos ..................... 139
115
115
CAP~TULO
9. CONTROL DE LAS
VIBRACIONES Y ONDA
AEREA PRODUCIDAS
POR VOLADURAS
2.1. Tipos de perturbación derivadas de las
vibraciones ............................
2.2. Conceptos básicos del movimiento ondulatorio ...............................
2.3. La fragmentación de la roca como mecanismo fuente ...........................
2.4. Medida de la energía sísmica y ley de
transmisión ............................
2.5. Instrumentación ........................
2.6. Criterios de daños .....................
3. DANOS PRODUCIDOS POR HUNDIMIENTOS
135
CAP~TULO
12. INTEGRACION
PAISAJISTICA.
CRITERIOS Y TECNICAS
2. ESTUDIO DEL PAISAJE .....................
2.1. Elementos y componentes del paisaje .
2.2. Cuenca visual .........................
2.3. Alteración del paisaje natural ...........
2.4. Técnicas de simulación ................
3. CAPACIDAD DE USO DE LOS TERRENOS .. 210
.
BIBLIOGRAFIA .................................. 214
3. FUENTES DE IMPACTO VISUAL ............
3.1. Areas de excavación ...................
3.2. Escombreras de esteriles ...............
3.3. Instalaciones fijas
3.4. Equipos mdviles
3.5. Polucidn del agua y el aire
......................
.......................
.............
182
182
182
182
183
183
4. PLANTEAMIENTO GENERAL DE LA INTEGRACION DE EXPLOTACIONES Y ESCOMBRERAS EN EL PAISAJE ...................
183
................
183
5. HUECOS DE EXPLOTACION
5.1. Ubicación y ocultación natural de las explotaciones ............................
5.2. Orientación de los frentes y dirección de
avance ................................
5.3. Apantallamiento artificial de las explotaciones ...............................
5.4. Accesos a las explotaciones ............
5.5. Criterios de modelado de taludes finales
de explotación en zonas secas .........
5.6. Criterios de modelado de taludes finales
en zonas húmedas .....................
183
185
186
186
2. FACTORES DE INFLUENCIA GENERAL ..... 215
2.1.
2.2.
2.3.
191
3.1.
3.2.
.................................
7
.
BlBLlOGRAFlA ..................................
4.2.
CAP~TULO
13. USOS POTENCIALES DE
LOS TERRENOS
AFECTADOS POR LAS
ACTIVIDADES MINERAS
1. INTRODUCCION ............................ 199
2. POSIBILIDADES DE USO
.................
Uso urbanístico e industrial .............
Recreativo intensivo y deportivo ........
Vertederos de estériles y basuras ......
Agrícola ...............................
Forestal ...............................
Recreativo no intensivo y educacional . .
Conservación de la naturaleza y refugios
ecológicos .............................
Depósitos de agua y abastecimiento . . . .
XIV
Propiedades físicas ............. 218
Propiedades químicas .......... 219
Temperatura ................... 219
Humedad
222
Aireacidn del suelo ............. 222
......................
Factores químicos
4.2.1.
196
198
217
Características de los materiales ........ 218
4.1.1.
4.1.2.
4.1.3.
191
193
Ubicación de las instalaciones .......... 196
Ocultacióny enmascaramientode las instalaciones ............................. 197
217
4. FACTORES AMBIENTALES MODIFICADOS
POR LA ACTIVIDAD MINERA ............... 219
4.1. Factores físicos ........................ 219
4.2.2.
4.2.3.
INSTALACIONES ............................ 196
7.1.
7.2.
........................
Modificaciones de carácter físico ........
3.2.1.
3.2.2.
6.1.
196
Factores climáticos ..................... 215
Factores edáficos ...................... 216
Factores topográficos .................. 217
3. EL MEDIO TECNICO
187
6. ESCOMBRERAS ...........................
Ubicación y ocultación natural de las escombreras .............................
6.2. Modelado de escombreras .............
6.3. Secuencias de construcción de escombreras .................................
6.4. Apantallamiento artificial de las escombreras
CAP~TULO
14. FACTORES
AMBIENTALES QUE
AFECTAN A LA
RESTAURACION DE LA
VEGETACION
.....................
223
Presencia y disponibilidad de nutrientes
223
Acidez y alcalinidad
224
225
Toxicidad
........................
............
......................
BlBLlOGRAFlA ..................................
225
CAP~TULO
15. ANALlSlS Y
PREPARACION DE LOS
TERRENOS PARA
EFECTUAR LA
REVEGETACION
2. MANEJO DE LA CAPA SUPERFICIAL DEL
SUELO ...................................... 229
TRATAMIENTO DE LA COMPACTACION.
DESCOMPACTACION ....................... 232
.......
Fertilización ............................
4.1 .1. Fertilización indirecta. Fer?iliza-
ENMIENDAS O MEJORAS EDAFICAS
233
4.1.
234
4.1.2.
ción orgánica o enmiendas orgánicas ........................ 234
Fertilización directa. Fertilizantes
inorgánicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
4.2.
4.3.
.
5
Enmiendas para corregir la acidez o alcalinidad del suelo ....................... 237
Mejora de la toxicidad .................. 238
TRATAMIENTOS ESPECIALES DE LOS TALUDES EN LA PREPARACION DEL TERRENO .......................................... 238
5.1. Areas llanas y taludes suaves .......... 238
5.2. Taludes escarpados o con fuertes pendientes ................................ 238
5.2.1.
5.2.2.
5.2.3.
CAPITULO17. METODOS DE
IMPLANTACION DE LA
VEGETACION
1. INTRODUCCION
.
2.1 1. Tipo de vegetación ............. 284
2.1.2. Formas de cultivo .............. 285
2.2. Métodos de plantación ................. 286
6. ESQUEMAS SOBRE LA PREPARACION DEL
TERRENO EN DISTINTOS TIPOS DE EXPLOTACIONES MINERAS ....................... 243
BlBLlOGRAFlA ..................................
2.2.1.
2.2.2.
2.3.
2.4.
2.1.
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
2.2.
......................
3.4. Epoca de siembra .....................
3.5. Calidad de las semillas y dosis de siem-
4. MULCHES Y ESTABILIZADORES ............
Introducción .................... 253
Especies indicadoras ........... 256
Otras herramientas ............. 261
5.2.
5.3.
..............
261
Preselección de especies
..............
266
3.2.2.
3.2.3.
3.2.4.
Adecuación de las especies al
medio .......................... 275
Adecuación de las especies a los
objetivos ....................... 276
Adecuación de las especies a las
directrices y restricciones de diseño ........................... 277
Otros factores que pueden condicionar la utilización de la especie
......................
277
4 . ESTUDIO DE UN CASO PRACTICO . . . . . . . . .
278
4.1. Introducción ...........................
4.2. Siembras ..............................
278
280
3.3.
Especies idóneas
4.2.1. Dosis de siembras .............. 280
4.3. Hidrosiembra .......................... 280
4.4. Plantación ............................. 281
298
Horizonte superficial del suelo como fuente de semillas naturales ................ 300
Encespedamiento ...................... 300
Trasplante de la vegetación natural ..... 301
Riego .................................
Fertilización............................
Reposición de marras ..................
Colocación de vientos y tutores .........
Repetición de la hidrosiembra ..........
Control de la calidad del sustrato .......
Aclareo y eliminación de las malas hierbas ....................................
Siegas .................................
Valoración de especies ................. 274
3.2.1.
293
296
297
TACION .....................................
3.1 .1. Utilización de especies exóticas . 271
3.2.
291
292
6. CUIDADOS POSTERIORES A LA IMPLAN-
3. ESQUEMA METODOLOGICO BASlCO PARA
LA SELECCION DE ESPECIES .............. 264
3.1.
291
5. OTROS METODOS DE IMPLANTACION ..... 300
5.1.
Estrategias de las plantas
290
bra .............................................. 297
253
Selección vegetal
Epoca de plantación ................... 289
Densidad de plantación ................ 289
...................................
3.1. Métodos de siembra ...................
3.1.1. Siembra en hileras .............
3.1.2. Siembra a voleo ................
3.2. Hidrosiembra ..........................
3.3. Otros métodos de siembra .............
CAP~TULO
16. SELECClON DE
ESPECIES VEGETALES
2. DlNAMlCA DE LA VEGETACION Y SELECClON DE ESPECIES ........................ 253
Plantación manual .............. 287
Plantación mecánica ............ 289
3. SIEMBRA
247
1. INTRODUCCION ............................ 249
283
2.1. Tipo de vegetación y formas de cultivo .. 284
..................
Remodelación
238
Estabilización del talud. Drenajes 239
Protección superficial ........... 241
7. MAQUINARIA UTILIZADA EN LA PREPARAClON DEL TERRENO ....................... 245
............................
BlBLlOGRAFlA ..................................
304
CAP~TULO'~
8. EVALUACION
ECONOMICA DE LOS
PROYECTOS DE
RESTAURACION
1.
INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
305
2. OPERACIONES PRINCIPALES. UNIDADES
DE OBRA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
3 . PRECIOS UNlTARlOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
307
3.1. Maquinaria . . ................ .......... 31 0
3.1 .l. Costes directos de funcionamiento.. . . . . .. . .. . . . . . .... . . . . .. ... . 311
3.1.2. Coste indirecto o de propiedad .. 312
1. INTRODUCCION
4. PRESUPUESTOS PARCIALES Y GENERA-
LES ......................................... 314
5.
INDICES DE REPERCUSION ECONOMICA
DE LA RESTAURACION EN LOS COSTES DE
EXPLOTACION. . .. . ... ..... .. . ..... . 31 5
..
. .. . .
BlBLlOGRAFlA . .... . .... . .... ... . .. .... . ... .....
CAP~TULO
19. SEGUlMlENTO Y
CONTROL
.
31 6
... . ... ... ... . . .. . ... . .. . . . .. 317
2. EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL.. . . 31 7
2.1. Exposición de un ejemplo ..... . .. . . . . . . . 31 7
3. PROYECTOS DE RESTAURACION .. ..
3.1. Exposición de un ejemplo . .. .... ..
.. .
..
31
318
Capítulo 1
LA MlNERlA Y EL MEDIO AMBIENTE
2.
El despertar universal de la conciencia sobre el medio
ambiente surgió al comienzo de la década de los años setenta. Fue entonces cuando se empezó a percibir con nitidez en los países más avanzados que el bienestar económico, fruto del desarrollo, iba acompañado de unas secuelas no deseadas sobre la naturaleza y que empezaban a ser difícilmente aceptables para las poblaciones.
En épocas anteriores también surgieron problemas de
medio ambiente, pero es en la actualidad cuando, con el
espectacular aumento de la facultad humana de transformación del entorno natural, se ha originado un desequilibrio entre los deterioros ocasionados y la capacidad de recuperación del medio frente a los mismos.
Existen infinidad de testimonios históricos que demuestran la inquietud del hombre por el medio ambiente. Cabe
citar, entre los relacionados con las actividades extractivas en España, el conflicto de 1888 entre los mineros de
Río Tinto y la compañía explotadora por la devastación del
entorno y el dairo a la salud que causaba la calcinación
al aire libre de k s minerales de cobre en las denominadas tel le ras^^. Ya surgieron entonces las primeras disposiciones oficiales sobre la higiene y la salubridad pública,
así como sobre la protección del medio ambiente.
LOS MINERALES Y LA HUMANIDAD
Los minerales y sus productos derivados han estado
siempre estrechamente ligados a todos los aspectos de
la civilización, a sus instituciones, a sus actividades, a su
bienestar y a su calidad de vida. Incluso muchos enfrentamiento~bélicos han nacido por la disputa de la posesión de yacimientos mineros.
La búsqueda incansable por el hombre de las riquezas
naturales le ha llevado a través de la historia al descubrimiento y colonización de nuevas tierras y a la expansión
del comercio, además del arte y la tecnología.
Con frecuencia, el nivel de desarrollo de una sociedad
se mide por los usos que cada nación hace de sus propios recursos mineros o con los importados y su valor económico en las diferentes etapas de utilización y procesamiento.
Los minerales y la sociedad han estado ligados desde
los tiempos m8s remotos de la Humanidad, conociéndose
así las etapas prehistóricas con el nombre de *Edad de
Piedra*. .Edad de Cobre. y .Edad de Hierros,, en clara
alusión a la naturaleza de los utensilios en ellas empleados. Fig. 1.1.
Con respecto a la minería, que es la actividad industrial
bhsica dedicada a la obtención de georrecursos para el
abastecimiento a la población de materias primas, en ningún momento ha sido más importante para la humanidad
que hoy día reconocer su dependencia de los minerales
y metales, y confesar su influencia sobre su calidad de
vida, su progresoy su destino. Es,pues, evidente, que no
se puede prescindir de la explotación de los recursos minerales y que esta actividad probablemente se intensifique en .el futuro.
Sin embargo, la conciencia que se tiene hoy de la limitación de los recursos naturales, así como la de los diversos elementos que constituyen los ecosistemas que nos
rodean, obliga a ejercitar la capacidad inventiva y creativa
para solucionar los problemas de demanda de materias
primas minerales en todo el mundo, en claro equilibrio con
la conservación de la naturaleza, permitiendo así salvaguardar el patrimonio que representa el medio y los recursos naturales para poder legarlo a las generaciones
futuras.
Figura 1. l . Elementos y sustancias explotadas desde la prehistoria.
Desde el principio del Paleolítico, hace 250.000 años o
quizás 500.000 años, cuando el hombre emergió como un
ser extraiío, las herramientas de piedra fueron pacientemente esculpidas en cuarzo, pedernal y otros materiales
duros, desde el Cabo de Buena Esperanza al Mediterrá-
neo y desde el Atlántico a la India. Parece como si hubiera existido un contacto entre los diferentes grupos dispersos que compartieron aisladamente ideas y experiencias
similares.
Durante el Neolítico, hace 10.000 ó 12.000 años, el pedernal fue el principal mineral utilizado en el arte y en la
industria para la fabricación de herramientas, hachas, arpones y otros utensilios. No obstante, ya se empleaban
más de 13 sustancias minerales, algunas de las cuales se
aplicaban en la pintura y decoración.
El hombre salió de la Edad de Piedra cuando fue capaz de dominar algunas tecnicas metalúrgicas elementales. La Edad de Bronce durante la que se aprendió a trabajar el cobre y el bronce, a utilizar los animales como
fuetza de tiro, a emplear la rueda en los vehículos y en el
arte, a construir con ladrillos, etc., supuso tal revolución
en descubrimientos y en invenciones que no fue superada hasta pasado el siglo XVI.
La metalurgia del cobre prosperó gracias a los descubrimientos relacionados con la maleabilidad y fusibilidad
del metal, a la reducción de los minerales de cobre con
carbón vegetal y a la aleación del cobre con otros metales.
Hacia el año 3000 a. de C.,los pueblos que ocupaban
los valles alwiales del Nilo, Tigris, Eúfrates e lndo presentaban un notable rasgo común: la dependencia de los
metales escasos y no comunes, y de las aleaciones para
un equipamiento industrial.
Paralelamente, el oro que debió ser uno de los primeros metales en atraer la atención del hombre primitivo,
pues se encontraba en la naturaleza en estado nativo y
sobre todo en las rocas y gravas de muchos ríos, ya se
consideraba como un simbolo de riqueza, estando ligado
al crecimiento y florecimiento de los diferentes pueblos.
Una de las zonas que más oro produjo fue Egipto donde,
según Diodoro, se explotaban depósitos aluviales mediante minería a cielo abierto, habiéndose hallado en tumbas
fechadas en el 2500 a. de C. representacionesde los procesos de trituración del cuarzo y refinamientodel oro. Otra
evidencia de la importancia del oro para los egipcios fue
la relación de ese metal con la inmortalidad, pues dejaban los restos de sus faraones en sarcófagos revestidos
de oro y diferentes tesoros de ese metal para acompañarlos en el Más Allá.
La plata se utilizó probablemente como moneda antes
que el oro, existiendo referencias de esto en el Antiguo
Testamento. Parece que hay indicios de que purificaban
la plata mediante un proceso de copelación.
También se emplearon en los tiempos antiguos, el estaño, apareciendo algunas muestras en las tumbas egipcias; el mercurio en forma de cinabrio, que se usaba como
pigmento para colorear; y el plomo, que si bien se empezó a utilizar en Egipto en el 3000 a. de C.no fue hasta el
tiempo de los romanos cuando tuvo un uso más extensivo.
Los avances tecnológicos le permitieron al hombre en
el 1200 a. de C. pasar a la Edad de Hierro. Algunas teorías indican que el primer hierro utilizado por los pueblos
primitivos, procedía de meteoritos caídos a la tierra. El descubrimiento de una pieza de hierro en la pirámide de Gizeh, que tiene unos 5.000 años de antigüedad, avalan
esta teoría.
Posteriormente, se desarrollaron los procesos de obtención del hierro hasta los momentos actuales en que este
metal aún juega un papel importante en el desarrollo industrial de los países.
ES evidente que no en todos los continentes las Edades cronológicas comenzaron al mismo tiempo, pues 10s
egipcios y otras civilizaciones obtuvieron metales siglos
antes que los aztecas y los incas, Y todavía hay ciertas
tribus de Africa y de Sudamérica que viven en el Neolítico.
En cuanto al carb6n, el hombre pudo haberlo descubierto ya en la Edad de Piedra, tal y como se ha puesto
de manifiesto en minas inglesas con la aparición de algunas hachas neolíticas. No obstante, entre las primeras civilizaciones orientales que explotaron carbón se encuentra la China. También hace más de 2000 años, los grie-'
gos utilizaron carbón en los procesos metalúrgicos y los
romanos lo extrajeron de los yacimientos de Bretafia durante su ocupación. A pesar de todo, no fue hasta 81 siglo
XVI, cuando con la desaparición progresiva de los bosques empezó a utilizarse como fuente de energía.
Pero fue a partir de los siglos XVlll y XIX cuando la vida
económica, sobre todo en Inglaterra, sufrió una rápida
transformación estimulada por las guerras de Europa y el
aumento de los precios de los productos agrícolas. La invención de la máquina de vapor por James Watt en 1870
y su aplicación al desagüe de minas y accionamiento de
maquinaria, el descubrimiento de la dinamita para la fragmentación de las rocas y la aplicación de importantes ingenios mecánicos hicieron que la minería progresara espectacularmente. La industria del hierro y el acero, sobre
la que se basó la Revolución Industrial, fue posible gracias al empleo efectivo del carbón en las fundiciones y en
el accionamiento de las máquinas de vapor.
También constituyó un acontecimiento histórico trascendental el descubrimiento del petróleo en 1859 por el
Coronel E. L Drake, cuando perforó un pozo de 20 m del
que obtenía 2 toneladas al día. Comenzó así la Edad del
Petróleo en la cual aún nos encontramos inmersos.
3. EVOLUCION HlSTORlCA DE LA
PRODUCCION DE MINERALES
. Con el fin de situar el momento actual bajo una amplia
perspectiva histórica, en la Fig. 1.2 se ha representado la
evolución de la producción de algunos metales básicos de
nuestra civilización, tales como el hierro, el cobre, el plomo, el zinc, el aluminio, el níquel y el molibdeno, desde
1870, año en el que la Revolución Industrial entró en una
etapa decisiva de desarrollo a trav6s de la construcción
de ferrocamles, de la electrificacióny, en suma, de una industrializaci6n masiva, como ya se ha indicado.
. Como queda reflejado en la citada figura, todos los metales muestran una evolución en los esquemas de producci6n y consumo muy similares, siendo los hechos m i s
destacables los siguientes: .
- Un crecimiento prácticamente exponencial a largo plazo. Como la escala es logarítmica, la tendencia se representa como una línea recta cuya pendiente media
indica el incremento anual de producción.
- Las Guerras Mundiales y los periodos económicos de
depresión subsiguientes que se caracterizan por un
comportamiento errático y fuertes oscilaciones en la
producción y en la demanda, tales como el descenso
de la actividad económica durante la I y II Guerras
Mundiales, la Gran Depresión y el período de postguerra del último enfrentamiento.
- Tras esos periodos, el crecimiento se eleva general-
En este siglo el fenbmeno de crecimiento más importante ha sido el del aluminio. Desde su comienzo humilde
como un metal raro en la última década del siglo pasado,
noventa años después se ha afianzado sólidamente como
el segundo metal más importante después del hierro, desplazando al que ocupaba históricamente ese puesto que
era el cobre. El aluminio ha alcanzado una firme posición
en el mercado mundial, fundamentalmente al sustituir a
otros metales y materiales.
mente durante un tiempo prolongado, pero que desaparece a largo plazo.
4. CRECIMIENTO FUTURO DE LA DEMANDA
DE MINERALES
El crecimiento en la demanda de minerales se restablecerá tras superar los efectos negativos del ciclo depresivo, pues dicha demanda está íntimamente relacionada
con el crecimiento económico, con la expansión demográfica y con la mejora de la calidad de vida.
En la Fig. 1.3 se muestra gráficamente el proceso de expansión demográfica prevista a partir de los ritmos de crecimiento actuales de la población mundial. Ese aumento
es de reducida magnitud si se compara con la evolución
del consumo de metales. Tabla 1.l.
SUDAMERICA
Figura. 1.2. Evolución histórica de la producción de metales.
A t a 11970: 3632
Mill.
------------------
En la citada figura se ve claramente que en el caso del
hierro y el cobre, el crecimiento exponencial de la demanda continúa con m& o menos fuerza ya que los ciclos de
depresión a largo plazo fueron superados. Si esos períodos no hubieran existido, los ntmos anuales de producción se hubieran.alcanzado 15 6 20 años antes.
TABLA 1.1.
CRECIMIENTO DE LA POBLACION Y DEL CONSUMO DE METALES
Población (millones)
lndice
Hierro y acero (millones de toneladas)
lndice
Cobre (miles de toneladas)
lndice
Figura. 1.3. Previsión de la expansión demográfica.
1870
1970
1983
2000
1.200
1
3.632
3
4.679
3,9
6.270
52
664,3
31
850-950
42
21,3
1
595,4
28
105
1
6.420
62
9.115
87
12.500-14.500
128
Plomo (miles de toneladas)
lndice
286
1
3.410
12
5.285
18
10.300-12.000
39
Zinc (miles de toneladas)
lndice
177
1
5.465
31
6.355
36
10 600-12.GOO
64
1
1
10.257
10.257
15.466
15.466
36.500-50.000
43.000
-
72
77
'
Aluminio (miles de toneladas)
lndice
Molibdeno (miles de toneladas)
Fuente W Malenbaum (1978)
-
150-170
Mientras que la población mundial se multiplicó por 3,9
desde 1870 a 1983, el consumo de los diferentes metales
durante el mismo periodo de tiempo lo hizo de la siguiente manera:
FACTOR DE
METAL
CRECIMIENTO
31
Hierro
87
Cobre .................
18
Plomo .................
31
Zinc
15.466
Aluminio
77
Molibdeno .............
.................
...................
...............
Esto solamente indica que la demanda de metales probablemente se incrementará entre 8 y varios cientos de
veces más que la población mundial.
En lo que respecta al conjunto de los minerales no energéticos, el consumo actual per cápita, Fig. 1.4, en los paises más desarrollados como Estados Unidos superan las
8 toneladas. Este consumo probablemente se va a ir incrementando en dichos países en los próximos años, pero
más espectacularmente en los menos desarrollados que
intentan seguir el modelo de economía libre de los primeros. En el caso específico de España, se prevé que hacia
1995 se habrá logrado pasar de las casi 4,5 toneladas de
minerales no energéticos actuales a las 8 toneladas citadas anteriormente.
5.
EL MEDIO AMBIENTE Y SU RELACION CON
LA MlNERlA
5.1.
El concepto de medio ambiente y de ecologia
El término medio ambiente, al cual se alude de manera
reiterada en nuestros días, no posee una Única definición
que de una forma clara y concisa permita entender su alcance y satisfaga a todos.
Las definiciones existentes son en su mayoría complejas y subjetivas, pero entre todas ellas caben destacar las
de dos grupos que pudieran clasificarse como amplias y
sistemáticas. De las primeras, sobresale la propuesta por
el Comité Internacional de la Lengua Francesa, que fue
aceptada en la Conferencia de Estocolmo celebrada en
1972, y que define el medio ambiente como .el conjunto,
en un momento dado, de los agentes físicos, químicos,
biológicos y de los factores sociales susceptibles de causar un efecto directo o indirecto, inmediato o a plazo, sobre los seres vivientes y las actividades humanas,.
Entre las definiciones sistémicas se encuentra la del
grupo de trabajo del MAB, enunciada en 1973 .Los medio ambientes son sistemas multidimensionales de interrelaciones complejas en continuo estado de cambio.. Posteriormente Gallopin en 1981, aclara aún más el concepto
al decir .El medio ambiente de un sistema es todo aquello en el universo que no es parte integrante en el El me.dio ambiente de un sistema podría definirse como otro sistema que influye en el sistema considerado y recibe la influencia de 6ste Otro sistema cuya organización determina aquellos aspectos del comportamiento del sistema
que no se desprenden de su propia organización Una
especificación mayor del medio ambiente de un biosistema se obtiene cuando nos interesamos por la organización interna y la dinámica del medio ambiente de un biosistema con su interés propio, o sea, porque elegimos el
medio ambiente de un biosistema como objeto de análisis
o, como a menudo sucede con el hombre, nos interesan
las formas en que el hombre influye en otros biosistemas,
etcétera..
Se puede ver, pues, que siempre se habla del ambiente de algo o de alguien, y que no ponen límites ni para la
naturaleza ni para los componentes del ambiente, ni para
los componentes de su par, por lo que unos y otros pueden tener naturaleza física, quimica o biótica.
Los recursos minerales, como parte de los recursos naturales, se integran en el propio sistema multidimensional
que configura el medio ambiente. Elser humano mediante la extraqión de los recursos naturales y transfomad6n
posterior en productos y10 residuos introduce lo que se denomina el medio ambiente transformado y cuya incidencia puede haberse concretado sobre el medio físico, químico, biótico y social.
...
...
...
S.000 Kg. ROCIL
150 Kg.
AROUAS
Kg HIERRO
Y ACERO
.
c(O
50,-
YX)
GRAVAS
CEMENTO
KQ.
21 Kg.
AUJMINK~
YO.
2dOO Kg. ARENAS Y
100 Kg.
FOSFATOS
8 KC
COIRE
4 W.
PLüMü
4 Kg.
ZINC
400 Kg. OTROS
MINERACC) NO
METALICOS
8 Kg.
7Ko
IIPJIO*NESO OTROS
METALES
Figura. 1.4.
Consumo per cápita de minerabs no energeticos
en Estados Unidos (1986).
Por otro lado, aunque aquí no se ha hecho referencia a
los minerales energéticos, existe un estrecho nexo de
unión entre unos y otros. Así, por ejemplo, en Estados Unidos el consumo de energía en la extracción y procesamiento de materias primas supone el 25% de todo el consumo de energía del país y las dos terceras partes de toda
la energía del sector industrial. Este hecho constituye,
pues, un círculo vicioso que hace imposible desligar un
sector de los otros.
5.2.
La gestión de los recursos minerales y el
medio ambiente
La explotación y aprovechamiento de los recursos.minerales, dentro de una política global de desarrollo industrial y, al mismo tiempo, de conservación del medio ambiente, debe realizarse con el concurso de una serie de faclores que coadyuven a la obtención de esos objetivos y.
en definitiva, que permitan la gestión del sector minero
con una visión racional e integradora.
En la Fig. 5. se representa un esquema del modelo de
funcionamiento del proceso minero donde se pone de manifiesto su carácter dindmico, espacial y temporal, y la
gran influenciaque ejerce el mercado mediante la demanda de materias primas minerales.
Entre las consideraciones a tener en cuenta en la gesti6n de los recursos minerales que sirven para uutilizar,,
de forma mas eficiente el medio natural, pueden citarse
los siguientes:
- Aprovechamiento integral de las materias primas.
Durante el procesamiento y concentración de las menas se produce un volumen considerable de residuos
y est6riles, que podrían sustituir, en parte, a los recursos que actualmente es preciso obtener de gran número de explotaciones. Por ejemplo, en la construcción y obras públicas como áridos, gravas, arenas,
etc., que se usan para formar la base y sub-base en
carreteras, para la elaboración de cementos y hormigones, para la fabricación de ladrillos, etc.
de bs terrenos
--------
1
+
Expbracidn y
prospección
Influencias
externas sobre
la demanda
a
Y
Investigación
4
Influencias
externas
sobre la
oferta
Yacimiento
Orerta
Diseño de explotaci6n
y evaluación de reservas
f
eroducto vendible
Explotación
,
de reservas
Estériles y residuos
4
Cambio de uso
de los terrenos
Figura. 1.S. Modelo de luncionamiento del ciclo minero
como son las cenizas metálica^ de tosotros
tación de la pirita y las escorias y cenizas volantes de
las térmicas ya se están utilizando de un modo integral con un claro beneficio económico y una repercusión muy favorable en el medio ambiente.
- Reciclado de materiales de desecho.
Muchos productos, después de su uso o consumo generan importantes cantidades de materiales que pueden reciclarse económicamente. Como ejemplo demostrativo de esto, está el caso del aluminio cuya producción secundaria de 1 t requiere solamente el 5 %
de la energía necesaria para producir la misma cantidad de metal a partir de bauxita.
- Utilización eficiente de la energía.
Los procesos fabriles e industriales demandan grandes cantidades de energia y, en ocasiones, presentan
unos rendimientos energéticos muy bajos. Además de
las medidas de conservación de la energía, otro factor
es la sustitución de determinados productos por materiales cuya elaboración suponga menores consumos
específicos de energia. Las innovaciones tecnológicas
juegan aquí un papel muy importante, así como la producción masiva de nuevos materiales, entre los que
cabría destacar los siguientes: cerámicas avanzadas,
aleaciones especiales, etc.
- Explotación racional de los yacimientos.
Muchos depósitos albergan minerales con diferentes
contenidos de sustancias aprovechables, con curvas
que relacionan los tonelajes y las leyes del tipo normal y lognormal. La aplicación de leyes de corte altas
se traduce en la pérdida de minerales pobres o marginales cuyo tratamiento sería viable con procesos
más eficientes o condiciones económicas más favorables. La ubicación de tales minerales en zonas diferenciadas para una posible explotación futura sería la
primera medida.
El mejor conocimiento geológico de los yacimientos y
el correcto diseño de las minas son actuaciones fundamentales para conseguir unas recuperaciones mineras más eficientes y básicas para su aprovechamiento racional.
- Planificación del abastecimiento de minerales.
La elaboración de planes de abastecimiento a partir
de las proyecciones de crecimiento de la población y,
consecuentemente, de la demanda, alternando las
fuentes y modalidades de aprovisionamiento de los recursos constituye una buena herramienta de gestión
para asegurar el suministro de materias primas, al mismo tiempo que sirven de base para la puesta en marcha y ejecución de programas de ordenación mineroambiental en algunos subsectores.
- Legislación ambiental.
Por último, la aplicación de la legislación en moteria
ambiental y de seguridad afectará a la gestión de los
recursos en dos facetas distintas. Primeio, se logrará
de una forma directa que los impactos producidos
sean menores al aplicarse medidas correctoras sobre
las alteraciones de carácter temporal y permanente, y
procederse a la recuperación de los terrenos y, segundo, al entrar en vigor cierta reglamentación en otros
sectores o áreas industriales se producirán unos efectos indirectos claramente beneficiosos al obtenerse
sustancias sustitutivas de las naturales. Por ejemplo,
la limitación de la cantidad de plomo en la gasolina,
además de permitir unos índices de contaminación
más bajos, dará lugar a un menor dispendio y demanda de dicho metal, tal como está sucediendo en los ÚI-.
timos años en los países más industrializados.
5.3.
El papel de la restauración de los terrenos
afectados por la minería
La mayor parte de las actividades que desarrolla el
hombre son, en mayor o menor medida, agresivas para la
Naturaleza. La minería reviste especial interés, ya que
después de proceder a la extración de los recursos minerales, si no existe una restauración posterior, los terrenos
abandonados quedan en una situación de degradación sin
posibilidades reales de aprovechamiento.
La sociedad actual consciente de esta situación, ha comenzado a considerar la explotación de recursos minerales en el marco de la ordenación del territorio, con las salvedades lógicas que están ligadas a la ocurrencia y descubrimiento de los yacimientos, contemplando las operaciones extractivas como usos transitorios y no terminales,
por lo que es necesario reacondicionar los terrenos afectados para alcanzar un equilibrio entre el desarrollo económico y la conservación de la naturaleza.
El reacondicionamiento de esos terrenos puede ir desde la reduplicación exacta de las condiciones originales,
que es cuando se debe hablar con rigor de restauración,
hasta el intento de conseguir un aprovechamiento nuevo
y sustancialmentediferente al que correspondía a la situación primitiva, que es lo que se entiende por rehabilitación
o recuperación. Cualquiera que sea el camino seguido, es
obvio que se trata de una obligación social cuya viabiiidad es a todas luces factible y que, en no pocas ocasiones, supone un valor añadido al propio proyecto minero.
Independientemente del uso previsto para los terrenos
afectados por las labores mineras, la revegetación suele
jugar un papel de protagonista, ya que posibilita:
- La restauración de la producción biológica del suelo.
- La reducción y control de la erosión.
- La estabilización de los terrenos sin consolidar.
- La protección de los recursos hidráulicos, y
- La integración paisajística.
Por ello, la implantación de la vegetación es la razóp
fundamental de este manual.
6.
6.1.
ELABORACION DE LOS ESTUDIOS DE
IMPACTO AMBIENTAL Y PROYECTOS DE
RESTAURACION
Objetivos de los Estudios de Evaluación de
Impacto Ambiental
El objetivo de los estudios de ~valuacióndel Impacto
Ambiental en minería es identificar, predecir y prevenir las
alteraciones ambientales producidas por las actividades
extractivas, desde la investigación y explotación minera
hasta el procesamiento de las sustancias a beneficiar. Estos estudios deben basarse sobre los proyectos de explotación, efectuados previamente o de forma simultáneacon
los de restauración. Esta forma de proceder es la más ,Idgica y racional, ya que permite mantener una coherencia
entre todas las labores previstas, incorporando determinadas modificaciones o criterios en las mismas, de cara a
conseguir una recuperación de los terrenos más rápida en
1
el tiempo y a menor coste, y de esta forma garantizar la
viabilidad de la explotación.
El proceso ideal debe tener un carácter interactivo, con
el fin de alcanzar la solución .óptima o la alternativa más
favorable para compaginar los diferentes objetivos: mineros, ecológicos, económicos, etc.
En la Fig. 1.6 se pueden observar las relaciones entre
los distintos estudios y etapas de ejecución.
1
INVESTIGACION DEL
YACIMIENTO
K j
EVALUACION DE RECURSOS
b
DISENO INICIAL
DE LA EXPLOTACION
ESTUDIO DEL MEDIO
FlSlCO
EVALUACION DE RESERVAS
4
F
DEFlNlClON DE ACCIONES
DEL PROYECTO E IDENTIFICACION
DE ALTERACIONES
9
ANALISIS DE
INTERACCIONES PARA
IDENTIFICAR Y EVALUAR
IMPACTOS
I
1
MEDIDAS CORRECTORAS
PARA MINIMIZAR IMPACTOS
1
REDISENO Y DEFlNlClON
DEL PROYECTO
REVISION DE LA VIABILIDAD
ECONOMICA DEL PROYECTO
I
t
PROYECTO CON MEDIDAS
CORRECTORAS FINALES
14
f
J.
PLAN DE EXPLOTACION
PLAN DE RESTAURACION
Figura 1.6. Etapas de ejecucidn de un proyecto minero y su
interacción con el medio ambiente.
6.2.
Contenidos de los proyectos de restauración
En lo referente al contenido de estos trabajos, un índice
básico es el que se propone a continuación en el que se
combina la Evaluación del Impacto Ambiental con el Proyecto de Restauración.
CONTENIDO DE UN ESTUDIO DE EVALUACION
DE IMPACTO AMBIENTAL Y PROYECTO DE
RESTAURACION
1. Presentación
2. Antecedentes
3. Alternativas de ubicación. Justificación de la
solución propuesta
4. Legislación aplicable
11. OESCRlPClON DE MEDIO AMBIENTE
Marco Geológico
Hidrogeología
Hidr~grafía
Fisiografia
Climatología
Edafologia
Flora y vegetación
Fauna
9. Paisaje
10. Usos y aprovechamientos
11 Medio socioeconómico y cultural
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
'
..
III. DESCRIPCION DEL PROYECTO MINERO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Investigación realizada y síntesis del yacimiento.
Descripción del método de explotación
Diseño de los huecos finales y reservas explotables
planificación de la explotación
Escombreras y presas de residuos
Infraestructura e instalaciones mineras
IV. EVALUACION DEL IMPACTO AMBIENTAL PRODUCIDO POR LA EXPLOTACION MINERA
1. Identificación y caracterización de impactos
Impactos sobre el suelo
lmpacto sobre las aguas superficiales y
subterráneas
lmpacto sobre la atmósfera
Impactos sobre la vegetación
Impactos sobre la fauna
Impactos en los procesos ecológicos (cadenas y redes tróficas)
Impactos sobre los procesos geofísicos
(erosión, sedimentación, inestabilidad, etc.)
Impactos sobre el paisaje
Impactos en el ámbito sociocultural (valores
culturales naturales, caracteres socio-económicos)
2. Evaluación de los efectos previsibles
V.
MEDIDAS CORRECTORAS
VI.
ESTUDIODE RESTAURACION DEL MEDIO ALTERADO
1. Medidas para la recuperación mediante el uso
de la vegetación
Remodelado de taludes
Retirada, acopio y mantenimiento del horizonte fértil
Mejoras edáficas
Modelado del paisaje vegetal a desarrollar
Selección de especies vegetales y densidad
Método y época de ejecución de las plantaciones y siembra
2. Otras medidas complementarias, demoliciones, obras de drenaje, etc.
VII. ESTIMACIONES ECONOMICAS Y CALENDARIO
DE EJECUCION
1. Operaciones principales
2. Mediciones de materiales utilizados. Mano de
3.
4.
5.
6.
obra
Obras estructurales
Precios unitarios
Presupuesto de ejecución
Calendario de ejecución
VI11. SEGUIMIENTO Y CONTROL
IX. PLANOS Y ANEXOS
A. Memoria
En el Primer capitulo se hará una breve presentación
del proyecto indicando los objetivos y alcance del mismo.
Si la'explotación existiera con anterioridad se recogerán
algunos datos en el epígrafe de antecedentes, indicando
la antigüedad de la misma, el nombre y titular de la concesión, la empresa explotadora, etc.
Seguidamente, se justificará el lugar donde se pretende llevar a cabo, o se realiza, la explotación, efectuándose un análisis comparativo preliminar cuando existan diferentes alternativas de ubicación. Asimismo, se reflejará
el nombre del lugar, paraje y municipio, asl como una breve descripción de la infraestructura existente: vías de comunicación, líneas eléctricas, etc.
Por Último, dentro de este capitulo se hará mención a
toda aquella legislación vigente que afecta directa o indirectamente a las actividades objeto del estudio.
En el segundo capítulo se pasará a hacer una descripción detallada de la realidad físico-biológicadel medio natural y socioeconómico, ya que constituirá una de las bases de partida del estudio. La primera etapa consistirá en
la recogida de información de los elementos o variables
que constituyen el medio físico, y la segunda en la valoración de la información recogida. Es necesario expresarla de manera sencilla para que pueda utilizarse posteriormente en los EIA. Por lo general, los principales apartados son:
Geología
Se deberá contemplar el marco geológico en el que se
encuentra el depósito de mineral, así como algunos aspectos relacionados con la estructura geológica de la
zona, propiedades y composiciones de las formaciones litológicas del recubrimiento y mineral. Determinados análisis químicos deberán aportarse cuando se trate de materiales susceptibles de generar acidez, toxicidad o alcalinidad que puedan producir una contaminación posterior
de los suelos.
Hidrogeologla
En este 'epígrafe se comentarán las características hidrogeológicas más sobresalientesdel área de explotación,
haciendo mención a la existencia o no de recursos hidricos, extensión y localización de los acuiferos, permeabilidad de los materiales a explotar, etc.
Hidrografia
Se reflejarán todos aquellos cauces superficiales y manantiales existentes que puedan verse afectados por la explotación, así como las características principales de las
cuencas y redes de drenaje. También se indicarán la calidaa y uso de las aguas.
..
Fisiografía
El entorno del área de trabajo se analizará para definir,
básicamente, las formas del relieve, recogiendo aquellospuntos relacionados con la complejidad topográfica, altitudes, desniveles, accesibilidad natural, pendientes, exposición, etc.
Climatología
Usos y aprovechamientos
El clima de un lugar queda definido por la variabilidad
a largo plazo de los caracteres que describen el tiempo
de dicho lugar. La información básica que se recogerá,
procedente de las estaciones pluviométricas más próximas, seta: precipitaciones medias anuales y su distribución, precipitaciones máximas diarias previsibles, dirección y velocidad de los vientos dominantes, humedad atmosférica, temperaturas medias mensuales y anuales, valores medios de insolación, evaporación y evapotranspiración, índices de clasificación climática, etc. Algunos de
esos datos se representarán en gráficos, tales como los
diagramas de balance hídrico, rosas de frecuencias y velocidades de vientos. etc.
Se indicarán los usos de los terrenos y el aprovechamiento que se hace de los mismos en el momento del estudio: agrícola, ganadero;industfial, urbanístico, etc. Para
cada uno se detallará la incidencia de las actividades mineras principales que se realizarán.
Edafología
Se indicarán todas aquellas formaciones edáficas desarrolladas en el área y entorno de la explotación. En la
caracterización de los suelos se indicarán algunas propiedades físicas: profundidad, porosidad, textura, estructura,
pedregosidad y proporción de afloramientos rocosos, capacidad de retención del agua, etc.; y propiedades químicas: contenido en materia orgánica, pH, disponibilidad de
elementos nutritivos, contenidos en sales solubles, etc.
Flora y vegetación
Por un lado, se estudiará la flora elaborando la lista de
todos los vegetales de diverso rango taxonómico (especie, subespecie, variedad, etc.), presentes en el área de
trabajo y alrededores y, por otro, se realizará el estudio
de la vegetación, es decir, de las comunidades vegetales
presentes y susceptibles de ser afectadas por las actividades extractivas, así como el análisis de carácter dinámico de ellas: su estado regresivo, evolución previsible, etc.
Estos estudios constituyen un importante apoyo para las
labores de recuperación de los terrenos mediante la
revegetación.
Fauna
Se llevará a cabo un inventario a la escala adecuada
de los diferentes animales que vivan en la zona, indicando, a ser posible, la abundancia y rareza de los mismos
y las especies o comunidades que se ven afectadas en alguna de sus etapas críticas: cría, desarrollo, desplazamientos, etc.
Paisaje
Se definirán y delimitarán las unidades de paisaje que
cubren la totalidad del territorio que rodea a la explotación, pasando a continuación a realizar una evaluación de
la calidad del paisaje. Por otro lado, se determinarán las
cuencas visuales, o zonas desde las que es visible un punto o conjunto de puntos. Este es un aspecto de gran importancia de cara a minimizar los impactos visuales.
Aspectos socioeconómicos y culturales
Para definir el medio socioeconómico se aportará la siguiente información: núcleos de población, monumentos,
edificios y viviendas próximas, infraestructura existente,
abastecimientos de agua a poblaciones o para cualquier
otro uso, zonas de interés público, recreativas, culturales,
puntos singulares, etc.
Asimismo, se indicarán los regímenes especiales que
existan en la zona e indices económicos y sociales de la
misma.
El tercer capítulo de la memoria contendrá una descripción del proyecto de explotación con, al menos, los siguientes apartados.
Investigación realizada
Se hará un resumen de las labores de investigación, incluyendo los datos más significativos obtenidos en las
campanas de reconocimiento: sondeos, pocillos, calicatas, diagrafías, etc. y ubicación de las mismas.
Se describirá el yacimiento haciendo referencia al tipo,
estructura, forma, etc.
Método de explotación
Se justificará el método aplicado, explicando brevemente en qué consiste y cuál es la secuencia de extracción y
el plan de trabajo. Asimismo, se hará un resumen del tipo
y número de máquinas necesarias para el conjunto de las
operaciones a realizar, los ritmos de producción de estéril
y mineral, organización, plantilla, etc.
Diseño de los huecos finales y reservas explotables
a
En primer lugar se recogerán los criterios que han servido para la delimitación geométrica de la explotación;
geotécnicos, operativos y económicos, haciendo especial
mención a ángulos de taludes finales, alturas de banco,
anchuras de bermas, anchuras de pistas, taludes de trabajo, profundidades máximas, dimensiones de los huecos,
ratios medios, etc.
Se aportará un resumen de la evaluación de ias reservas explotab1es.y voiúmenesde estéril a mwer. - -- . '
Planificación de la explotación
Se describirá cuál es el área de apertura de la explotación y el plan de trabajo a lo largo de la vida de la misma,
indicando a ser posible el ritmo en que se van afectando
los terrenos al progresar las labores extractivas y confec-
'
cionando un plano que refleje el aspecto y características
fisiográficas del estado postoperacional.
Escombreras y presas de residuos
De igual forma a como se hace con la explotación se
hará mención al tipo de vertederos de estériles, justificando su ubicación, capacidad, diseño y método constructivo.
Infraestructura e instalaciones mineras
En este apartado se hará una síntesis de toda la infraestructura de nueva creación para llevar a cabo el proyecto,
así como de las instalaciones que se construirán dentro
del complejo minero.
Estos documentos son de vital importancia en un proyecto de estas características. A titulo meramente orientativo se indican a continuación los tipos de planos y escalas recomendadas que se deben incluir.
- Plano topográfico de situación (1:25.000-1:50.000).
- Plano geológico (1:25.000-1:50.000).
- Plano de concesión.
- Plano geológico de detalle y secciones transversales
(1:S00 a 1:2000).
- Plano topográfico del diseño final de la explotación y
perfiles transversales (1500 a 1:2000).
- Planos de situaciones finales de restauración y perfiles transversales (1:500 a l:2000).
El Capitulo IV está dedicado a la Evaluación del Impacto
Ambiental, y comprende dos apartados importantes, como
son: la identificación y caracterización de las alteraciones
que pueden incidir sobre los diferentes elementos o factores ambientales y la evaluación de los efectos previsibles. En el Capítulo 5 de este Manual se expone la metodología a seguir para realizar tales trabajos.
Partiendo del conocimiento que se tiene del medio físico, de las actividades a desarrollar y los impactos más significativos que éstas generan, se pasa a elaborar un plan
de medidas correctoras. Estas medidas servirán en algunos casos para anular los impactos y en otros sólo para
reducirlos o mitigarlos.
A continuación, se pasa al capítulo dedicado al estudio
de la recuperación de los terrenos, en el cual se explicarán todas las acciones a llevar a cabo, fundamentalmente
las relacionadas con:
- Nombre de la empresa
- Título del proyecto.
- Titulo del plano.
- El modelado y conformación de los huecos y escombreras.
- El aprovechamiento de los horizontes fértiles de los
suelos.
- El tratamiento y mejora del sustrato.
- La selección de las especies vegetales a implantar.
Podrá adjuntarse otra documentación complementaria
como son los planos temáticos, realizados sobre la misma base cartográfica y referidos a: usos de los suelos, revegetación, paisaje, socioeconómicos, etc.
Los anexos pueden estar constiluidos por estudios de
apoyo; hidrogeológicos, geotécnicos, etc., fichas y análisis de suelos, agua, mineral, estériles, etc. Reportajes fotográficos, simulaciones artísticas o con ordenador de situaciones ihiciales, parciales y finales, etc.
- La técnica y época de implantación de la vegetación.
.
B. Planos y anexos
Asimismo, se indicarán otras medidas y obras complementarias corno son las obras estructurales de drenaje y
control de la erosión, la demolición de estructuras o instalaciones antes del abandono, etc.
Finalmente, el Capítulo VI1 dedicará al estudio económico, en el que tras definir las operaciones principales, las
cantidades de materiales y especies vegetales, las obras
a realizar y los precois
unitarios, se elaborará el presupuesto de ejecución y el calendario donde se reflejará cómo
se van a llevar a cabo los trabajos de restauración y la distribución de los gastos a lo largo del tiempo. Es interesante terminar el estl~dioecor.ómico indicando el coste total
de la restauración de la siguiente forma:
- Por hectárea de terreno recuperada (PTAfha).
- Por tonelada extraída (PTAIt).
- Como porcentaje con respecto al precio de venta de
la tonelada de mineral vendible.
A ser posible, los planos deberán tener referencias en
las coordenadas UTM, estando normalizados en los formatos de acuerdo con la norma UNE y llevar cajetines en
los que se recoja como mínimo:
propietaria y10 consultora.
- Número de orden del plano.
- Escala.
- Fecha de realización.
- Nombre de las personas que lo han dibujado y revisado, etc.
6.3. Bibliografia básica recomendada
La bibliografía existente en materia de medio ambiente
es muy extensa, tal como se pone de manifiesto en las referencias que se recogen al final de cada capítulo de este
Manual. No obstante, se relaciona a continuación una serie de publicaciones generales que pueden servir de ayuda para elaborar los proyectos de restauración.
SlTUAClON GEOGRAFICA
- Mapa Topográfico Nacional (Escala 1:50.000). Instituto Geografico y Catastral.
- Mapa Militar de España (Escala 1:200.000 y
1:400.000). Servicio Geografico del Ejército.
USOS DEL SUELO Y VEGETACION
- Mapa Geológico Nacional-MAGNA (Escala 1:50.000).
Instituto Tecnológico Geominero de España.
- Mapa de Rocas Industriales (Escala 1:200.000).
Insti-
tuto Tecnológico Geominero de Espaiia.
CLIMATOLOGIA Y METEOROLOGIA
- Atlas Agrociimático Nacional de España. Ministerio de
Agricultura, Pesca y Alimentación (MAPA).
- Calendario Meteorológico. Instituto Nacional de Meteorología.
- Caracterización Agroclimática (por provincias). MAPA.
- Diagramas Bioclimáticos. MAPA-ICONA.
- Mapa Eólico Nacional. Instituto Nacional de Meteorología.
- Mapa
de Cultivos y Aprovechamiento (Escala
. 1:200.000) (por provincias).
- Guía de los Arboles y Arbustos de la Península Ibérica
e Islas Baleares. INCAFO.
- FERNANDEZ-ESPINAR, L. C.: -El Conflicto de Intereses entre el Medio Ambiente y el Desarrollo del Sector EconómicoMinero.. Industria Minera, 1986.
- LOPEZ JIMENO, C.: .La Gestión de Recursos Mineros no
Energbticos y el Medio Ambiente.. I Curso de Geología Aplicada al Medio Ambiente. IGME, 1988.
- PETER, W. C.: ~ T h eEnvironment of Ore Genesisu Proc. Inst.
on Mining ExplorationTechnology for Lawyers and Landmen,
1980.
- RAMOS,A. (Ed): -Diccionario de la Naturaleza..
Espasa Calpe. 1987.
- VILJOEN. D. A.: -Minerals from the Dawn of Manking to the
Twenty-First Centuryn. J.S.A.I.M.M. September 1979.
Capítulo 2
TIPOS DE EXPLOTACIONES MINERAS
Los tipos de explotaciones mineras son tan variados en
su concepción y diseño como los yacimientos que se benefician. La elección del método a aplicar depende de numerosos factores tales como: la profundidad, la forma e inclinación del depósito, la distribución de leyes del mineral,
las características geomecánicas de las rocas encajantes
y del propio mineral, los costes de explotación, etc.
La incidencia de las minas en el medio-ambientees muy
distinta según se trate de explotaciones subterráneas o
a cielo abierto, ya que en este último caso la superficie
de los terrenos afectados es bastante mayor que en el primero, como consecuencia de los taludes tendidos de los
huecos excavados y de la necesidad de disponer de terrenos para almacenar todos los materiales estériles. También influyen las características del mineral que se explote, pues, por ejemplo, a los productos de cantera, una vez
extraídos, s61o se les somete a una preparación mecánica y el volumen de residuos es nulo o muy pequeño, mientras que los minerales metálicos y algunos minerales industriales pueden tener ya en el yacimiento una elevada relación estérii/mineral y además es necesario un proceso de concentración que implica, primero, la liberación
de las sustancias útiles mediante la trituración y molienda
y, despu6s, la separación del material estéril o de baja ley
del aprovechable. En este último caso las instalaciones
poseen mayores dimensiones y la ocupación de terrenos
es más importante.
2.
FASES DE DESARROLLO DE UNA
EXPLOTACION MINERA
Las principales fases de desarrollo de una explotación
minera, tanto subterránea como a cielo abierto, se concretan en:
- Prospección e investigación.
- Evaluación de reservas y diseño de la explotación.
- Desarrollo y puesta en marcha.
- Explotación.
- Abandono.
La prospección geológica tiene como objetivo la localización de anomalías debidas a depósitos minerales, mientras que la investigación tiene como finalidad definir tales
indicios y evaluar los recursos y las reservas que albergan los yacimientos. Las técnicas que se utilizan en la
prospección, tanto geofísicas como geoquimicas, no suponen, generalmente, un impacto sobre el medio ambiente. Sin embargo, los trabajos de investigación conllevan
una serie de alteraciones sobre el territorio en el que se
realizan, pues es habitual la apertura de accesos para llegar a los puntos donde se van a realizar las pequeñas excavaciones o calicatas, o los sondeos de investigación. En
el primer caso, después de la toma de datos se debe proceder a tapar los huecos creados y, en el segundo, a tomar las debidas precauciones para evitar la contaminación de los suelos por el vertido incontrolado de Iodos u
otros materiales y efectuar el sellado de las perforaciones
realizadas. La superficie ocupada por los accesos se
debe recuperar, especialmente en aquellos lugares montañosos en los que es preciso un gran desarrollo de pistas y las condiciones climatológicas pueden incidir negativamente sobre los terrenos que no dispongan de la cubierta vegetal protectora.
Tras la adguisición de datos en campo, geológicos, geotécnicos, etc. se efectúan los estudios de viabilidad oportunos que permiten definir todo el conjunto de parámetros
técnicos, económicos y financieros para tomar la decisión
de desarrollo del proyecto. Una etapa básica es la constituida por la modelización de los yacimientos sobre la que
se realizan la evaluación de los recursos geológicos y el
diseño de las explotaciones, para determinar despues el
volumen de las reservas recuperables. El mencionado diseño tendrá en cuenta no sólo criterios técnicos, operativos, geotécnicos, etc., sino también medio ambientales,
encaminados a facilitar el inicio de las labores de restauración en el menor tiempo y coste posible, y ayudar a mitigar e¡ impacto visual. El Froyecto de Explotación y el de
Restauración se recomienda que se lleven a cabo de rnanera simultánea, coordinando esfuerzos, parámetros y
pautas de actuación, ya que al final, ello se traducirá e n
unos resultados más eficaces y más rentables.
También es preceptivo en estos momentos realizar la
Evaluación de Impacto Ambiental, de acuerdo con la legislación vigente (Real Decreto Legislativo 130211986, de
28 de junio).
'
' '
Después de efectuar todos los estudios de ingeniería
básica y de detalle, comienzan los trabajos preparatorios
del área donde se ubicarán la mina y las instalaciones.
Desde esos instantes podrá cumplirse con algunas de las
medidas recomendadas en el citado plan de restauración,
tales como retirada, acopio y conservación de los suelos
de recubrimiento, construccción de pantallas visuales con
esos suelos o materiales estériles, plantación de especies
vegetales de rápido desarrollo y gran porte para la ocultación de la explotación, recogida de semillas de especies
autóctonas, preparación de parcelas para utilización como
viveros y lugares de experimentación, etc.
Entre las obras de infraestructuracaben destacar aquellas dirigidas al control de las aguas superficiales. Estas
son muy importantes, ya que, por un lado, impedirán la entrada de agua a las explotaciones y futuros depósitos de
estériles y, por otro, se evitará su contaminación física y
qulmica.
Tanto en el emplazamiento como en el diseño de las
instalaciones se habrán tenido en cuenta aquellos factores encaminados a la reducción de la intrusión visual en
el entorno de la futura explotación, a partir del análisis de
los elementos del paisaje.
Durante el período de producción o de actividad de la
mina o cantera, se observarán todas las medidas correctoras dirigidas a anular o reducir las principales alteraciones temporales, siendo muy recomendable, si el tipo de
explotación lo permite, alcanzar la situación final en algunas áreas y efectuar los primeros trabajos de recuperación de los terrenos. Esta manera de proceder permite mejorar la imagen de las empresas explotadoras, demostrando una sensibilidad y concienciación por la conservación
del medio ambiente, y al mismo tiempo corregir, ampliar
o modificar las actividades contempladas en los planes de
restauración, a tenor de los resultados que se vayan obteniendo. No existen f6rmulas o recetas únicas en este
campo, por lo que es necesario proceder con una metodologla iterativa basada en la técnica de los ensayos y
análisis de los fracasos.
Tras finalizar la vida productiva de las explotaciones se
pondrá en marcha el plan de abandono y clausura de las
mismas. Este plan incluirá desde el desmantelamiento
y demolición de aquellas instalaciones que no vayan a
cumplir ninguna función y puedan suponer una alteración
o llegar a provocar accidentes, hasta el acondicionamiento de los huecos excavados y depósitos de estériles, con
vistas a eliminar posibles fuentes de contaminación de las
aguas, riesgos de accidentes, etc. En esta etapa final se
realizarán, pues, los últimos trabajos de recuperación al
tiempo que se inician las labores de seguimiento y control
propias de la fase post-operacional.
3. TIPOS DE EXPLOTACIONES A CIELO
ABIERTO
Las explotaciones mineras pueden clasificarse genéricamente en dos grandes grupos: subterráneas y a cielo
abierto. Existen casos intermedios en los que se combinan o coexisten técnicas propias de cada uno de las grupos. También cabe mencionar la minería marina que de
manera incipiente empieza a realizarse en algunos países
y que en las próximas décadas se extenderá su aplicación, con unos impactos sobre el medio ambiente distintos a los que se tratan en esta obra.
Desde el punto de vista de la restauración de terrenos,
las labores que conllevan una mayor alteración son las relacionadas con la minerla de superficie, pues son las que
dan lugar, por lo general, a grandes huecos excavados o
cicatrices en el terreno y o importantes depósitos de estériles. No obstante, las actividades subterráneas presentan una problemática algo similar, pues también es preciso disponer de obras de infraestructura, instalaciones mineras y mineralúrgicas, depósitos de estériles, etc. Los
cambios morfológicos no son tan acusados, pero los terrenos bajo los que yacen las labores de explotación sí pueden verse afectados como consecuencia de los hundimientos de los huecos o cavidades de interior.
Por otro lado, es interesante ver la estructura del sector
minero en España, pues la problemática de las explotaciones de cada subsector es muy distinta, En la Tabla 2.1
se resumen los principales datos correspondientes al año
1986.
De su análisis se deduce la atomización del subsector
de los productos de cantera, con una plantilla media muy
reducida, lo que se traduce, en la mayoría de los casos,
en explotaciones muy poco tecnificadas y con escasa capacidad económica para abordar los proyectos adecuadamente. Es por ello, por lo que en dicho subsector se deben invertir la mayor parte de los esfuerzos, de los estudios e investigaciones para la recuperación de los terrenos.
En lo que sigue, se describen someramente los métodos de explotaci6nque más frecuentemente se utilizan en
la minería de superficie, destacando algunas particularidades y aspectos de interés.
TABLA 21
MlNERlA
ENERGETICA
Número de explotaciones
Empleo
Número de trabajadores/explotación
MlNERlA
MRALICA
1
MlNERlA
NO
MEIALICA
PRODUCTOS
DE
CANTERA
TOTAL
..
-
--
253
56
256
2.983
3.508
52.1 66
7.767
6.414
14.416
80.763
206
139
25
5
23
45.100
55.400
358.700
1
Valor de la producción (MPTA.)
I
205.200
53.000
...
3.1.
Cortas
En yacimientos masivos o de capas inclinadas la explotación se lleva a cabo tridimensionalmente por banqueo
descendente, con secciones transversales en forma troncocónica. Este método es el tradicional de la minería metálica y se adaptó, en las últimas décadas a los yacimientos de carbón, introduciendo algunas modificaciones.
Foto 2.1. Mrna metalrca. Corta Atalaya (Rrotrnto-Huelva).
La profundidad de estas explotaciones suele ser grande, llegándose en algunos casos a superar los 300 m. Salvo en los yacimientos con una gran corrida, como sucede
con los de carbón, las posibilidades de relleno del hueco
con los propios estériles son escasas. Es siempre necesano crear depósitos exteriores para albergar esos desechos. Las estructuras típicas son: las escombreras para
los materiales gruesos que se extraen de las minas para
descubrir el mineral, y las balsas o presas para almacenar
los residuos procedentes de las plantas de concentración.
Las minas metálicas se caracterizan, pues, por el importante cambio de formas y volúmenes en el paisaje, debido a la excavación de grandes huecos y a la creación
de estructuras para almacenar a todos los materiales de
desecho que se producen. Por otro lado, como los procesos mineralúrgicos suelen ser más complejos, se precisan instalaciones de dimensiones apreciables, en las que
se llevan a cabo la trituración, molienda y concentración
de los metales que se benefician. Además se dispone de
otra serie de obras e instalaciones auxiliares, tanto para
el servicio de la planta como de la propia mina. Entre ellas
caben destacar las presas de agua que se necesitan para
el funcionamiento de las plantas de tratamiento, pues aunque se proceda a la recirculación de una gran parte de
ese recurso siempre se precisa contar con un cierto aporte de agua fresca.
La vida de las minas metálicas suele ser grande, por lo
general superior a los 15 o 20 arios, existiendo algunas explotaciones dentro del territorio nacional que se están trabajando desde hace siglos.
En cuanto a las cortas de carbón, cuya apertura tuvo lugar, en la mayoría de los casos, a mediados de los años
70, suele ser viable la transferencia de los estériles a los
CI
Figura 2 1
Corta de carbón (Leroy. D . 1979)
- - _..
huecos creados, pues los yaciITIient0~son, como ya se ha
indicado, alargados y, una vez alcanzada la fase de hueco inicial en un extremo del depósito, es factible efectuar
el autorrelleno. Las escombreras exteriores de estériles
que se crean sólo proceden de los materiales del hueco
inicial, por lo que en estas explotaciones las posibilidades
de recuperación son más amplias al ser las modificaciones fisiográficas menos importantes que si fuera preciso
abandonar grandes huecos y depósitos de estériles.
El autorrelleno de los huecos no sólo es conveniente
desde la óptica medio ambiental, sino que operativamente es ventajoso al reducirse las distancias de transporte.
Se precisa, pues, cubrir inicialmente con unos criterios
múltiples las etapas de diseno y planificación de las
explotaciones.
Un fenómeno que puede ser común a las minas metálicas y a las de carbón es el constituido por la producción
de aguas bcidas, como consecuencia de la oxidación de
la pirita presente en el mineral, e incluso en los estériles.
Medidas especiales se deben tomar antes del vertido de
los efluentes a los cauces públicos, y en la ubicación y
abandono de los estériles que sean contaminantes. Tambien es aconsejable. en la etapa de revegetación. contem-
Figura 2.2.
plar la posible incidencia que pueden tener los suelos con
un pH excesivamente bajo sobre la implantación y de.
sarrollo de las diferentes especies vegetales.
Las experiencias de recuperación de terrenos. afectados por minas de carbón en Espafia son numerosas y 10s
resultados positivos, habiéndose demostrado que el coste de tales labores es insignificante comparado con el valor de la riqueza generada por las propias actividades
extractivas.
En algunas minas, además de la propia revegetación
de los terrenos con fines ecológicos. se estA consiguiendo
un uso posterior de los suelos con un aprovechamiento
agrícola y forestal aceptable. habiéndose incluso recuperado antiguos manantiales y surgencias de agua. .
3.2.
Descubiertas
Estos métodos se aplican en yacimientos tumbados
horizontales con unos recubrimientos de estéril inferiores,
por lo general, a los 50 m. Consisten en el avance unid¡reccional de un módulo con un solo banco desde el que
Descubierla de carbón. (Leroy, D.. 1979)
se efectúa el arranque del estéril y vertido de éste al hueco de las fases anteriores; el mineral es entonces extraído desde el fondo de la explotación que coincide con el
muro del depósito.
Después de efectuar la excavación del primer módulo
o hueco inicial, el estéril de los siguientes es vertido en el
propio hueco de las fases anteriores, de ahí que sea por
naturaleza el más representativo de los métodos de
transferencia.
La maquinaria que se utiliza depende del volumen de
las reservas extraíbles, siendo en las grandes minas de
aplicación frecuente las dragalinas, y en las pequeñas, si
no se justifican las fuertes inversiones en maquinaria, los
equipos convencionales como son los tractores de orugas, excavadoras hidráulicas, palas cargadoras, etc.
La recuperación de los terrenos cuando es posible aplicar estos métodos resulta sencilla, pues el remodelado se
suele traducir en una simple nivelación de los materiales
superficiales y extendido de la tierra vegetal que progresivamente se retira de los módulos que se preparan para
su explotación.
En muchas minas se ha conseguido una revalorización
de los terrenos, al disponer de extensas áreas en las cuales pueden llevarse a cabo aprovechamientos agrícolas
con un alto grado de mecanización de las labores.
3.3. Terrazas
Este método se basa en una minería de banqueo con
avance unidireccional. Se aplica en yacimientos relativa-
Figura 2 3
mente horizontales, de uno o varios niveles mineralizados,
y con recubrimientos potentes pero que permiten depositar el estéril en el hueco creado, transportándolo alrededor de la explotación.
Aunque puede ser extensivo a todos los tipos de mineral, los ejemplos más representativos se encuentran en
depósitos de carbón, como es el caso de Puertollano en
Esparia.
Las profundidades que se alcanzan son importantes,
existiendo casi exclusivamente una limitación de tipo económico en la determinación de cual es el Último nivel mineralizado que se explotará. Al igual que sucede con los
métodos de descubierta, y tal como se ha indicado, se
efectúa un autorrelleno del hueco creado, por lo que desde el punto de vista de la restauración de los terrenos las
posibilidades de actuación son grandes. Suele existir
igualmente un vertedero exterior próximo al área de apertura de la mina.
En algunas explotaciones alemanas de lignito pardo, los
huecos finales, que son precisos dejar tras la extracción,
se preparan y proyectan como lagos o grandes estanques
en los que se desarrollan todo tipo de actividades deportivas y recreativas, al mismo tiempo que se recuperan los
propios ecosistemas.
Los equipos y sistemas mineros que se utilizan son muy
variados, desde los totalmente discontinuos con equipos
convencionales, hasta los continuos con transporte con
cintas y trituración dentro de la explotaciones, que poseen
un alto grado de electrificación.
Explotacrori por el melodo de terrazas (Leroy.
D . 1979)
3.4.
3.5.
Contorno
En yacimientos de carbón con capas tumbadas de reducida potencia y topografía generalmente desfavorable,
se aplica el método conocido por minería de contorno.
Consiste en la excavación del estéril y mineral en sentido transversal hasta alcanzar el límite económico, dejando un talud de banco Único, y progresión longitudinal siguiendo el citado afloramiento. Dado el gran desarrollo de
estas explotaciones y la escasa profundidad de los huecos, es posible realizar una transferencia de los estériles
para la posterior recuperación de los terrenos.
La maquinaria que se utiliza suele ser del tipo convencional.
El relleno de los huecos puede efectuarse una vez que
se haya alcanzado una situación que permita el vertido
dentro de la explotación. Para garantizar la estabilidad de
los materiales, se aconseja que el vertido de éstos se Ileve a cabo de forma selectiva colocando los tamaiios más
gruesos en la base para que actúen como drenes. Al mismo tiempo, se adoptarán medidas encaminadas al aislamiento de materiales contaminantes con el fin de reducir
al máximo la producción de aguas ácidas durante la explotación y después de finalizar ésta.
Figura 2 4
Canteras
Canteras es el término genérico que se utiliza para referirse a las explotaciones de rocas industriales y ornamentales. Constituyen, con mucho, el sector más importante en cuanto a número, ya que desde muy antiguo se
han venido explotando para la extracción y abastecimiento de materias primas con uso final en la construcción, en
las áreas próximas a núcleos habitados, y en obras de infraestructura en las más alejadas.
Debido al valor relativamente pequeño que tienen los
materiales extraidos, las canteras se sitúan muy cercanas
a los centros de consumo y poseen unas dimensiones
muy reducidas. El método de explotación aplicado suele
ser el de banqueo, con uno o varios niveles, situándose
un gran número de canteras a media ladera.
Las canteras pueden subdividirse en dos grandes grupos: el primero, donde se desea obtener un todo-uno fragmentado apto para alimentar a las plantas de tratamiento
y obtener un producto destinado a la construcción en forma de áridos, a la fabricación de cementos, etc.; y el segundo, dedicado a la explotación cuidadosa de grandes
bloques paralepipédicos. que posteriormente se cortan y
elaboran. Estas Últimas canteras se caracterizan por el
.
Minería de contorno (Leroy. D 1979)
Figura. 2.5.
Cantera de roca ornamental.
gran número de bancos que se abren para arrancar los
bloques y la maquinaria especial con la que se obtienen
planos de corte limpios. En claro contraste con estas canteras se encuentran las primeras, en las que la extracción
no suele ser tan cuidadosa y son frecuentes los problemas de inestabilidad y desprendimientos, propiciados en
buena parte por las grandes alturas de banco con las que
se trabaja.
Este tipo de canteras no tiene una fácil recuperación,
ya que, por un lado, casi no se dispone de materiales estériles para el relleno de los huecos y, por otro, las labores de remodelado, si no se han contemplado desde la
fase de proyecto, son difíciles y costosas de llevar a cabo.
En lo referente a las alteraciones, tal vez la más impor-
tante sea la constituida por el impacto visual y modificación del paisaje, pues muy raramente se ha estudiado la
ubicación de las canteras en zonas de mínima visibilidad.
Esto último es totalmente viable, debido a la gran abundancia de recursos geológicos que existe de esos materiales.
La recuperacibn dependerá de las características del lugar y de los objetivos medio-ambientales y usos que se
prevean para dichos terrenos. En algunos casos, las medidas pasan por la ocultación de los frentes, eligiendo los
lugares adecuados, y el empleo de pantallas visuales y el
tratamiento de los taludes finales para garantizar su estabilidad e implantación de la vegetación.
Debido a la escasez de materiales de desecho es preciso proceder con sumo cuidado en lo relativo-a la retira-
da y acopio de la tierra vegetal, que por lo común es
escasa.
El resto de los impactos producidos por este tipo de minería son los que habitualmente se presentan en la explotación de rocas competentes, con maquinaria móvil de dimensiones medias a grandes, e instalaciones de preparación mecánica de los materiales extraídos. Es pues habitual la generación de polvo, ruido, vibraciones, etc.
3.6.
Graveras
Los materiales detriticos, como las arenas y las gravas,
albergados en los depósitos de valle y terrazas de los ríos
son objeto de una explotación intensa debido a la demanda de dichos materiales por el sector de la construcci6n.
Las arenas y los cantos rodados se encuentran poco cohesionados, por lo que las labores de arranque se efectúan directamente por equipos mecánicos. Las explotaciones suelen llevarse a cabo en un solo banco con una profundidad inferior. por lo general, a los 20 m.
Cuando las formaciones se encuentran en niveles altos
se utilizan equipos convencionales, como son las palas de
ruedas y los volquetes. Pero es frecuente que los materiales se presenten en contacto con el subalveo o con los
acuíferos infrayacentes, empleándose entonces otros
equipos mineros como son las dragas, las dragalinas o
las raspas, dando lugar a la posterior formación de
lagunas.
Los terrenos ocupados son, por lo general, bastante rico<con usos agrícolas de vega o de ribera Los huecos
i
I
Si a pesar de realizar esos trabajos se ve la necesidad
de recurrir a sistemas de estabilización o, como sucede
en algunas ocasiones, compensa económicamente su
aplicación, se dispone de un amplio abanico de posibilidades que pueden agruparse de la siguiente forma:
de explotación cuando se abandonan como zonas inundadas y estancadas, sin aplicar medidas correctoras, dan
lugar a un aumento de contaminación y eutrofización de
las aguas, máxime teniendo en cuenta que dichas lagunas se convierten en un gran número de casos en vertederos incontrolados.
Las depresiones creadas en estas zonas húmedas,
donde es bastante probable que permanezcan inundadas,
presentan unas grandes posibilidades de recuperación.
Además de poderse rellenar y remodelar los huecos con
materiales y estériles inertes, es factible convertir esas zonas en parajes más o menos naturales o silvestres con fines ecolc5gicos o en áreas con usos recreativos con instalaciones deportivas y de ocio. En cualquier caso, es preciso garantizar la calidad de las aguas y la mejor medida
consistirá en acondicionar las explotaciones de manera
que exista una circulación y drenaje del agua en aquellas
zonas inundadas para que, estando debidamente oxigenadas, se permita la vida acuática. Especial cuidado se
prestará a la modificación de la red de drenaje superficial
y control de la erosión, ya que de lo contrario se producirá un enturbiamiento de las aguas por el arrastre de materiales con una posible incidencia sobre la fauna piscicola.
Por otro lado, como los suelos existentes sobre los
terrenos ocupados suelen ser muy fértiles, se deberá contemplar, desde los primeros momentos, las actuaciones
para su acopio, conservación y reutilización en las labores de recuperación, toda vez que facilitan la implantación
de la vegetación y de la propia fauna que pudiera tenerla
como hábitat.
Finalmente, indicar que el resto de las alteraciones temporales que se producen durante los periodos de explotación son de escasa entidad en la mayoría de los casos.
- Modificaciones de la geometria
- Drenaje
- Empleo de elementos resistentes
- Corrección superficial.
En la Fig. 2.6 se representan los tipos de rotura más frecuentes en taludes rocosos.
Dado que el tratamiento de este tema se sale del objeto de esta obra, seguidamente se expondrá de forma muy
somera en que consiste cada uno de los sistemas.
O)
C)
EN
CUNA
d ) ESCALONADA
irrn1
-
I.
b ) PLANA
CURVILINEA
TRACCION
----
_
?
,
?CANO M
E8TRATlFICAClON
a ) EN BLOQUE
J
T
.
.
O) POR VUELCO
Foto 2.2. Gravera en /a margen de un do.
//
f)
POR PANDEO
4-C
h)
eoR
DESCALCE
DE BLOOUES
Figura 2.6. Tipos de rotura más frecuentes.
4.
ESTABILIZACION DE TALUDES
EN
ROCA
4.1.
Los huecos excavados en las explotaciones mineras a
cielo abierto que no son susceptibles de rellenarse con los
propios estériles, deben quedar en condiciones seguras y
estables antes de proceder a cualquier intento de recuperación de los terrenos. Es, por ello, preceptivo que el diseño geométrico de tales labores contemple el correspondiente estudio geotécnico de los taludes para un factor de
seguridad preestablecido.
Modificaciones de ia geometria
Se basan en el cambio de la configuración del talud con
vistas a disminuir las fuerzas que tienden al movimiento
de las masas y a alcanzar una mayor resistencia al corte
del terreno. Los procedimientos que se siguen son: la eliminación de las masas inestables. el descabezamientode
los taludes y la construcción de contrafuertes en el pie de
los taludes
4.2.
En ocasiones, cuando las masas inestables son pequeñas, ej.: una cuña en un banco, puede recurrirse al empleo de carriles que se introducen en perforaciones que
atraviesan dichas masas para introducir en ellas tales elementos y retenerlas.
Drenaje
Consiste en eliminar el agua contenida en los macizos
rocosos con vistas a reducir las presiones intersticiales
que actúan sobre las posibles superficies de rotura, disminuyendo las fuerzas desestabilizadoras y reducir, además, el peso total de la masa rocosa.
En la Fig. 2.7 se representan los principales sistemas
de drenaje tanto superficiales como profundos.
CABLE
TENSAW
R,AlL
TRANSPORTE
Figura 2.7.
v
Sistemas de drenaje en taludes.
Figura 2.9. Estabilización de una cuíia mediante el empleo de
carriles y cables de retención.
Como innovación dentro de este campo cabe mencionar
íos sistemas de drenaje de vacío que se aplican en barrenos o drenes horizontales para incrementar los caudades
de agua, sobre todo, en rocas de baja permeabilidad (1
a
crnts). Su empleo se inició a comienzo de los
ochenta en algunas minas canadienses y está solo justificado durante el período de explotación.
4.3.
Los muros de contención, que es otro sistema de estabilización, se tratarán en el capítulo de escombreras.
4.4.
Correcciones superficiales
Si el macizo remanente a pesar de ser estable presenta una roca degradada que pueda dar lugar a frecuentes
desprendimientos de pequeños fragmentos, puede recurirse a la utilización~de~mallas
de guiado y proyección
de hormigón, aunque este último método imposibilita la
siembra y revegetación de los taludes.
Finalmente, indicar que el resto de las alteraciones temporales que se producen durante los períodos de explotación son de escasa entidad en la mayoría de los casos.
Empleo de elementos resistentes
Los tipos de elementos resistentes permanentes, de
uso extensivo en obra pública, pero no tanto en minería
de superficie, pueden ser de diferentes tipos: bulones, cables de anclaje y carriles. Según su forma de trabajar se
clasifican en: pasivos, activos o mixtos.
Los cables de anclaie constituven el sistema con más
futuro, ya que su actuación se ektiende a mayor profundidad que el resto.
- A Y A M F. J. et al.: -Manual de Taludes.. IGME. 1987.
- BRAWNER, C. O. et al.: -Recent Developmentsin Rock Cha-
racterization and Rock Mechanics for Surface Miningn. Hardy
Associales Ltd, 1987.
- LEROY, D.: ~[Presentand Future Suríace Coal Extraction
Technologies in the United States. Proceedingsof the Second
U.S.-Polish Synposiürn Coal Suríace Minig and Power Production in the Face of Environmental Protection Requirements~,.EPA. 1979.
--CONO
%-
ecqocl~
CUNA
- PLACA
DE
APOYO
CABLE
Figura 2 8
Cabeza d e un cable d e anclaje.
- --
-
- LOPEZ JIMENO. C.: ##LaMineria del Carbón a Cielo Abierlo>>.Curso sobre Rehabilitación y Restauración de la Minería
del Carbón. ETSl de Minas de Oviedo. 1988.
- MANGUNO ALONSO, S.: <.Criteriosde Diseno de Canteras
y Minas a Cielo Abierto#.. I Seminario sobre la Restauración
de Canteras y Minas a Cielo Abierto. Fundacion Gomez Pardo. Madrid, 1988.
.
- MINER. ..Panorama Minero-1986~,.1988.
Capítulo 3
ESCOMBRERAS
1. INTRODUCCION
2.2.
Las actividades mineras producen, tanto si son superficiales como subterráneas, una gran cantidad de materiales de desecho que plantean el problema de su almacenamiento en condiciones adecuadas de estabilidad, seguridad e integración en el entorno.
Las rocas estériles procedentes de la cobertera en las
operaciones a cielo abierto o de las labores de preparación en las subterráneas se depositan, generalmente,
como fragmentos gruesos en montones que constituyen
las denominadas escombreras. También se almacenan de
la misma manera los rechazos de la plantas de tratamiento y concentración con una granulometría inferior a la de
los materiales anteriores, pero sin llegar al rango de las
arenas y Iodos. Estos Últimos residuos se albergan en estructuras semejantes a las presas y por presentar una problemática muy específica, se tratan en capítulo aparte
dentro de este manual.
El tamatio de las escombreras está marcado por el volumen de estéril que es preciso mover para la extracción
del mineral. Tal cantidad de material desechable depende, en las minas a cielo abierto, no sólo de la estructura
geológica del yacimiento y de la topografíadel área, sino del
valor económico del mineral y de los costes de extracción
del estéril. Los ratios o relaciones entre la roca estéril y-el
mineral, expresados en m3/t 0 tlt, son en la mayoría de
las explotaciones de sustancias metálicas y energéticas
muy superiores a la unidad.
Según sea la implantación de la escombrera con respecto a la explotación éstas se clasifican en interiores, si
los estériles se depositan dentro de los propios huecos excavados tras la apertura de un hueco inicial, Fig. 3.1, y exteriores, cuando la morfología del yacimiento y su consiguiente explotación no permiten el relleno del hueco creado en las primeras fases de la mina.
Tamaño y forma
2. FACTORES LOCALES P A R A L A
-
------- -------
UBlCAClON
2.1.
AREA M
M AVANCE
ExPU)rAUm
------- -------
Lugar de emplazamiento
La elección del emplazamiento de una escombrera se
debe basar en criterios de diversa naturaleza: técnicos,
económicos, ambientales, socioeconómicos, etc.
Entre los criterios es~ecíficosmás importantes se encuentran la distancia de transporte desde la explotación
hasta la escombrera, que afecta al coste total de la operación; la capacidad de almacenamiento necesaria, que
viene impuesta por el volumen de estériles a mover; las
alteraciones potenciales que pueden producirse sobre el
medio natural y las restricciones ecológicas existen!es en
el área de implantación.
En el pasado, la elección de una alternativa de emplazamiento solía basarse casi exclusivamente en los costes
de operación, pero actualmente las consideraciones ambientales han incrementado su importancia pasando en algunos casos a estar por encima de las económicas. En el
epígrafe 2.4 se expone un procedimiento de evaluación
de alternativas y selección de la óptima.
SEHTIW
EXOU-
Figura. 3.1. Implantacionesde esmmbreras con relación al hueco de explotacidn.
Atendiando a las formas naturales del terreno, los tipos
de escombreras más frecuentes son los que se reflejan
en la Fig. 3.2.
Es posible que en una misma área coexistan combinacienes diversas de esas estructuras, en función de la extensión que ocupe el emplazamiento. Asimismo, la forma
de las escombreras depende no sólo de la morfología del
terreno, sino incluso de los equipos mineros de transporte
y vertido. Antiguamente, era habitual el transporte con fu-
En la segunda etapa se efectuarán sondeos y calicatas, que servirán para conseguir información geológica del
subsuelo y para obtener muestras para la realización-de ensayos «in situ. o en laboratorio. Los sondeos se deben
realizar para el reconocimiento en profundidadessuperiores a los 5 ó 7 m.
Entre los ensayos win situ>, de los suelos caben destacar los de corte, los de deformabilidad y los de permeabilidad, y entre los que se realizan en el laboratorio, los ensayos de propiedades índice, los de compactación, los de
permeabilidad, los de consolidación y los de corte.
Dependiendo de las dimensiones de la escombrera y
de las limitaciones impuestas por el entorno, el número de
ensayos a realizar variará, siendo la investigación más
completa conforme el riesgo de daños a bienes materiales o personas aumente.
Como mínimo se necesitanconocer tres parámetros básicos, como son: la cohesión, el ángulo de rozamiento interno y el peso especifico aparente (seco y saturado), para
estimar si la base de una escombrera puede soportar la
sobrecarga que supone el peso de los estériles vertidos
o si por el contrario es probable que se produzcan inestabilidades estructurales y movimientos de los materiales
de la base que afecten a la estructura que gravita sobre
los mismos.
2.4.
Método de selección del emplazamiento
Como ya se ha indicado, la elección del área de implantación de una escombrera persigue diversos objetivos, errtre los que caben destacar los siguientes:
- Minimizar los costes de transporte y vertido.
- Alcanzar la integración y restauración de la estructura
4
EN LLANURA
Figura. 3.2. Tipos de escornbreras exteriores.
niculares y vagonetas con los que se originaban estructuras con formas cónicas y troncocónicas, en la actualidad
los sistemas más empleados utilizan volquetes o cintas
transportadoras que facilitan el extendido y compactación
sistemática y se adaptan de manera más fácil al diseno
final de formas del proyecto.
2.3.
en el entorno.
Garantizar el drenaje.
Minimizar el áera afectada.
- Evitar la alteración sobre hábitats y especies protegidas, etc.
-
La técnica de evaluación más empleada en estos proyectos, es eor su sencillez, la que se basa en el <<Análisis
de Decisiones con objetivos multiples~.Este método, de
gran aplicación en ingeniería, requiere el empleo y definición de funciones de utilidad multiatributos para la valoración de los diferentes objetivos implicados en la toma de
decisiones.
La información necesaria se resume en la Tabla 3.1.
Geología y capacidad portante
Sobre el lugar de-asentamiento de una escombrera es
preciso efectuar una investigación de campo que corrobore, por un lado, la no existencia de mineral en el subsuelo, que pudiera ser potencialmente explotable, y, por otro,
permitir obtener muestras e información sobre las características geotécnicas de los materiales que constituirán la base del depósito.
En una primera etapa se realizará un reconocimiento
de visu para identificar los afloramientos rocosos, la cubierta vegetal, Ics tipos de suelos, surgencias de agua,
áreas de baja permeabilidad, vestigios de hundimientos
mineros, discontinuidades estructurales. etc. Toda la información se reflejaría en un plano a escala conveniente.
TABLA 3.1
1
al
Peu,
a,
a2
relativo
0,
3,
Pll
P
p, 1
pm 1
Wl
p12
2:
PQ
P
wz
O1
PlI
P2I
P*I
O"
Utilidad relativa
global
PI"
U, = 'P,,.
1
"2"
W,
U, = pZI
.W
1
P,"
J, = ~p
1'
,
pm,
w,
Pmn
W"
U, = r p .
.w
I
fml
donde:
A,
Oi
4.
= Alternativa de implantación de la escombrera 4,).
= Objetivo ~ j , , .
Wi = Peso relativo de importancia del Objetivo -Oi>,.
P, = Orden inverso de preferencia de cada alternativa
con relación al objetivo -j».
U, = Utilidad relativa global de la alternativa.
Ejemplo:
En las proximidades de una mina se dispone de tres alternativas de ubicación de la escombrera que se precisa
construir a lo largo de la vida del proyecfo. Los objetivos
prioritarios que se desean alcanzar son los reflejados en la
Tabla 3.11, as; como los pesos relativos o factores de ponderación de cada uno de ellos.
TABLA 3.11
PESO
RELATIVO
2
Costes de transporte y
constnlcción
Superfice afectada
Obras de drenaje
Ocultacidn a las vistas
Facilidadde revegetación
Contaminación de
acuíferos
Utilidad relativa global
2
3
2
2
1
2
2
1
3
2
3
3
0,35
0, 1
O,1
0'2
2
3
1
O,1
2
1
3
0,15
2,1
1,40
2,7
4.1.
CONSIDERACIONES DE DISENO DE LAS
ESCOMBRERAS
Métodos y sistemas constructivos
Los tipos de escornbreras que pueden distinguirse de
acuerdo con la secuencia constructiva de las mismas, en
terrenos con pendiente que es el caso más habitual, son
cuatro: con vertido libre, por fases adosadas, con dique
de pie y por fases superpuestas. Fig. 3.3.
La fomacibn con vertido libre s610 es aconsejable en
escombreras de pequeñas dimensiones y cuando n o exista riesgo de rodadura de piedras aguas abajo. Se caracteriza por presentar en cada momento un talud que coincide con el ángulo de reposo de los estériles y una segregación por tamaños muy acusada. De los cuatro tipos es
el más desfavorable geotécnicamente, aunque ha sido el
más utilizado hasta épocas recientes.
Las escombreras con fases adosadas proporcionan
unos factores de seguridad mayores, pues se consiguen
unos taludes medios finales más bajos. La altura total puede llegar a suponer una limitación por consideraciones
prácticas de acceso a los niveles inferiores.
Cuando los estériles que se van a verter no son homogéneos y presentan diferentes litologias y características
geotécnicas, puede ser conveniente el levantamiento de
un dique de pie con los materiales más gruesos y resistentes, de manera que actúen de muro de contención del
resto de los estériles depositados. Esta secuencia constructiva es la que se suele seguir en aquellas explotaciones donde se extraen grandes cantidades de materiales
arcillosos y10 finos, cuya deposición exigiría de otro modo
grandes extensiones de terreno y presentaría un elevado
riesgo de corrimientos, o cuando las condiciones de la
base de apoyo no son buenas.
VERTIDO LIBRE
VERTIDO POR FASES
Conforme a los resultados obtenidos la mejor alternativa
de implantación es la 3, seguida de la 1y la 2.
3. CARACTERlSTlCAS DE LOS ESTERILES DE
ESCOMBRERA
Los materiales estériles que forman las escombreras
son de litologias distintas y granulometrías variables, por
lo que de entrada plantean problemas físicos, e incluso
químicos, para la implantación de la vegetación.
Por lo general, predominan los estériles en forma de
fragmentos gruesos con una distribución espacial distinta
dentro de los depósitos, como consecuencia de la segregación que sufren las partículas al ser depositadas dentro
de las esconibreras.
Además de la granulometría, otras propiedades físicas
que deben considerarse son la densidad, la porosidad y
la permeabilidad. Entre las propiedades químicas las más
importantes, de cara a la revegelación. son el contenido
en metales tóxicos, el contenido en nutrientes, la salinidad, etc. Todo ello se verá con más detalle en el Capítulo 14.
DIQUE DE R E T E N C I O N
E N PIE
Figura 3.3.
FASES ASCENDENTES
SUPER~UESTW-.)
Tipos de escornbreras según la secuencia de wnsIrucción.
El tipo de fases superpuestas y retranqueadas aporta
una mayor estabilidad, por cuanto se disminuyen los taludes finales y se consigue una mayor compactación de los
materiales.
Así pues, la secuencia constructiva de una escombrera
incide directamente sobre la estabilidad de tales estructuras y sobre la economía de la operación, llegando a ser
preciso en algunos casos una solución de compromiso entre ambos factores
El recrecido de una escombrera debe realizarse de la
manera más homogénea posible y de ello depende en
gran medida la modalidad de vertido que se elija. Normalmente, los estériles se desplazan desde las minas hasta
los vertederos por cintas transportadoras o por volquetes,
siendo habitual disponer de tractores para el extendido y
empuje de esos materiales y acondicionamiento del piso.
Fig. 3.4. Estos equipos permiten en el caso de los volquetes operar en unas mayores condiciones de seguridad, ya
que estas Últimas unidades no tienen que posicionarse al
borde de los taludes, y cuando se utilizan cintas disminuir
los alargamientos frecuentes o cambios de lugar de éstas. Al mismo tiempo, se aminora el fenómeno de segre' i r i con respecto al que se produce con el vertido libre.
PISTA DE SAUOA
DE LA EXPLOTACION
RAMW DE ASCENSO
TRAMO
HORIZONTAL
METODO DE CONSTRUCCiON POR BASCULAMIENTO FINAL
Figura 3.5. Métodos de wnstruccion por basculamiento fina/ y
por tongadas.
4.2.
VERTIDO INTERNO Y EMPUJE CON TRACTOR
Rehabilitación y auscultación de escornbreras
durante su construcción
La rehabilitación de las escombreras con problemas de
inestabilidad es importante no sólo para alcanzar unas
condiciones de seguridad adecuadas, sino incluso para reducir los ritmos de vertido que temporalmente deben incrementarse sobre otras áreas. La descarga de estériles
se realizará en tales casos a ambos lados de la grieta de
rotura, donde la cresta tendrá menor pendiente que en el
centro. Cuando esto no sea posible, bien se procede a un
retranqueo del punto de descarga de los volquetes o, lo
que es más efectivo, a una reducción del ángulo del escarpe mediante la utilización de cargas de explosivo.'
En la Fig. 3.6 se representa una sección transversal de
un vertedero donde se disponen dos filas de barrenos con
las que se consigue reducir la pendiente en la parte alta
del mismo y eliminar el riesgo de rotura del borde bajo el
peso de los volquetes cargados.
RFlL DE ROWRA APROXIMADO
45m
Figura 3.4. Vertido libre con camión y w n ayuda de tractor
empujador.
En estrecha relación con el procedimiento de vertido
se encuentra el método de construcción que puede ser:
en avaiice, por basculamiento final, o en retroceso por
tongadas.
Desde el punto de vista de seguridad el segundo método es ventajoso, por cuanto el tráfico de los volquetes
ayuda a conseguir una mayor compactación de los materiales mejorando la estabilidad de las estructuras. Se aplica, generalmente, en minas donde la topografía es suave
y, sobre todo, en las etapas iniciales en las secciones perimetrales, antes de pasar al basculamiento final si es más
económico.
Figura. 3.6. Sección vertical de un vertedero mostrando el diseño de la voladura para reducir el ángulo de talud.
La auscultación de una escombrera en operación es necesaria para trabajar en condiciones de seguridad. Tan importante como la auscultación es la inspección visual de
lassuperficies de dichas estructuras con el fin de identificar grietas, escarpes y abombamientos que se forman durante el asentamiento de los estériles.
Las grietas y los escarpes son indicadores de un asentamiento normal de los vertederos y son útiles para estu-
diar la correcta ubicación de la instrumentación, el trazado de las pistas de los volquetes y el control de la infiltración del agua.
En cuanto a los abombamientos, que existen de dos
tipos, son indicadores de problemas de inestabilidad.
Por un lado están los de cresta, que se forman cerca de
la cabeza de las escombreras con unas sobrependientes
del frente superiores a los ángulos de reposo del material. Esta elevación de la pendiente es provocada por la
mala segregación de los estériles y por la trabazón de los
bloques que puede producirse en la parte alta. Aunque en
la práctica puede continuase vertiendo, si la sobrependiente continúa se puede producir un rápido asentamiento eventual que afecte al área de la cresta, y que obligue
al cierre temporal de esa zona de descarga. Los abombamientos de pie, que son aquellos que se forman cerca de
la base, son indicadores de deformaciones a gran escala.
Todas las roturas de escombreras son precedidas de un
abombamiento de pie. En cuanto éstos se identifiquen se
procederá a un seguimiento cuidadoso del mismo tomando todas las medidas de precaución necesarias.
Los intrumentos de auscultación más utilizados son los
extensómetros de cable, Fig. 3.7, que consisten en una
simple pica, que se fija sobre el borde del vertedero, a la
cual se une un cable inextensible que va apoyado sobre
trípodes, cada 10 m como máximo, para evitar el rozamiento con el suelo, y de cuyo extremo opuesto cuelga
una masa que se suspende desde una rueda giratoria en
la estación de lectura. Esta estación se sitúa a una distancia segura del borde del vertedero y posee una escala
con divisiones de 0,5 cm.
TABLA 3.111.
VELOCIDAD DE
ASENTAMIENTO
O-3cmih
ESTABILIZAR LP, ESTACION
Figura. 3.7. Auscultacidn de una escombrera.
El espaciamiento entre estos extensómetros no suele
exceder de 75 m y al menos se debe disponer de dos por
cada vertedeio activo. SI se observaran problemas de
inestabilidad la distancia mínima para la auscultación se
reduciría por debajo de 50 m.
A partir de las lecturas que se obtienen en cada relevo
se actúa sigu~endolas recomendaciones de la Tabla 3 111
ACCION REQUERIDA
- Lectura de extensómetros
cada 2 horas.
> 3 cmih
- Lectura de extensómetros
> 5 cmih
- Cese del vertido.
cada hora.
Foto. 3.1. Construcción de escombrera en avance y vertido por
gravedad.
4.3.
MAS4 INülCADORA RiW LECTURA DE M U d M I E W S
LIMITES DE ASENTAMIENTO DE
VERTEDEROS
11
i,
Normas para garantizar la estabilidad de las
escombreras
Existen ciertas normas o recomendaciones encaminadas a mejorar la resistencia de las masas de escombros
frente a los deslizamientos, así como a rebajar los niveles
de agua dentro de las estructuras.
Independientementedel tipo de escombrera, la primera
noma a seguir consiste en la retirada de la vegetación y
de los suelos del lugar de asentimiento. La descomposición
de esa vegetación al cabo de cierto tiempo y la existencia de
una capa de suelo constituyen una zona de rotura probable por la reducida resistencia al corte que presentan.
En el caso de no retirar esos materiales superficiales, porque el espesor sea grande o porque sobre ellos se van depositando estériles contaminantes separados mediante
una capa de arcilla, se recomienda compactar esos suelos.
Si existe agua estancada en la base de apoyo deberá
ser drenada antes de verter los primeros estériles o si esto
no es posible rellenar dichas zonas con material de
escollera.
En zonas de surgencia de acuíferos se procederá 3 la
captación y drenaje de las mismas con la doble finalidad
de evitar el efecto de las presiones intersticiales del agua
en las escombreras y conservar las fuentes y manantiales.
Si la surgencia es puntual, la captación se hace mediante una arqueta construida sobre el terreno explanado
Fig. 3.8. Desde esta se suele sacar una tubería de PVC
de 50 a 75 mm de diámetro y exteriormente un tubo metálico de acero corrugado, flexible y muy resistente, que
permite adaptarse a los asentarnientos del terreno Con
8
I
I
1
t
este sistema se pueden ir depositando los estériles encima y al mismo tiempo ir acoplando los tubos necesarios
durante el avance.
TUBO
ACERO
TUE'ERIA
-
\
h
"
"
/
' x
~
~
~
wc
AUADO
ENCACHADO
/
BARRERA DE H O R M I W N
O ARCILLA
PLANTA
Figura. 3.8. Sistema de capatación de un manantial.
(Ayala, F.)
Si las surgencias son extensas debe disponerse de una
red de zanjas o tubos drenantes conectadas a unos colectores. En la Fig. 3.9 se representa la construcción de
una zanja de drenaje del tipo denominado *Franc6sap que
consiste en la colocación en el interior de la misma de rnaterial granular protegido por un geotextil o lámina filtrante.
El esquema en planta puede ser como el de la Fig. 3.10,
en el que existe una cuneta general en el pie de la escombrera sobre la que se descarga el agua de drenaje a
través de unos colectores principales en los que confluyen otros secundarios.
Especial atención hay que prestar a los socavones de
minas de montaña abandonados. ya que durante la época de lluvias y deshielos constituyen una fuente de entrada de agua en las masas de estériles que los cubren.
La cuneta general que rodea a las escombreras debe
estar situada a unos metros de la base, para evitar el estancamiento del agua y socavacidn del pie del talud por
la acción erosiva de ésta.
También hay que acometer dentro de la preparación del
terreno las obras de desvío y canalización de las aguas
. de escorrentía.
A continuación, y tras conocer la capacidad portante de
la superficie de apoyo, se construirán las pistas de acceso
desde el área de explotación, y se comenzará a depositar
el material de acuerdo con el método elegicio:
- Por basculamiento final. o
- Por tongadas.
El primer método, tal como se ha indicado anteriormente,
consiste en descargar los estériles desde gran altura Fig.
3.1 1 consiguiendo las condiciones de drenaje por la segregación natural que sufre el material durante el descenso por
Figura. 3.9. Colocacidn de geotextil en una zanja de drenaje.
rodadura. Los bloques grandes se encontrarán en el pie del
talud, disminuyendo la granulornetría en sentido ascendente. Pero decafortunadamente, existen factores que en ciertos casos impiden alcanzar las condiciones de estabilidad
deseadas.
1. Con rocas friables o poco resistentes a los choques y
rozamientos (taies como pizarras y esquistos) no se
produce una segregación clara y suficiente, que permita un correcto drenaje de la masa de material que
sustentan.
Figura. 3.10. Esquema de la red de zanjas de drenaje en la
base de una escombrera.
2.
Si el material es depositado en la plataforma del vertedero e intermitentemente es empujado hasta el borde del talud se dificultará la diferenciación granulométrica y se crearán superficies planas compactadas y
paralelas al talud general de avance, pudiendo actuar
como potenciales planos de rotura por la escasa resistencia al corte en dichas zonas.
El vertido por gravedad proporciona ángulos de reposo con un coeficiente de seguridad próximo a 1. En
rocas sedimentarias esos ángulos se aproximan a los
37",según el tipo de granulometria de los materiales.
Por ello, y con el fin de garantizar las condiciones de
estabilidad durante lluvias prolongadas, se recomienda mantener un talud general de unos 20".
4. Los vertederos construidos por este método son más
susceptibles a la erosión por las aguas de escorrentia, a pesar de mantener taludes inferiores, pues las
superficies son largas e ininterrumpidas, sin bermas
o terrazas intermedias, y los taludes no pueden protegerse con vegetación hasta que se completa la
construcción del vertedero.
3.
El segundo método indicado consiste en depositar y
compactar los estériles en capas o tongadas, con lo que
se aumenta notablemente la resistencia al corte y la capacidad de vertido, pues se reduce el efecto del esponjamiento. Las condiciones de drenaje se consiguen creando un núcleo central de escollera tal corno se ilustra en
las Fgs. 3.12, 3.13 y 3.14. Seguidamente, se exponen las
normas y recomendaciones que se recogen en la bibliografía técnica y reglamentos mineros de otros países para
la construcción de escombreras de vaguada con núcleo
de drenaje y de escombreras de llanuras.
1.
En terrenos con pendientes fuertes (> 20") se recomienda el levantamiento de un dique de contención
de sección trapezoidal con las siguientes dimensiones:
- Profundidad: Aproximadamente 1,5 m en material
consolidado.
- Taludes: 1,5 : 1.
- Anchura de fondo Superior a 3 m
Figura. 3.1 1. Escombrera de vaguada ccin vertido por gravedad. (Robins,J. A,)
En vertederos con una capacidad inferior a 0,8 Mm3,
este dique puede ser sustituido por una simple plataforma, tal como se muestra en la Fig. 3.13, con las siguientes dimensiones.
- Taludes: Mayores de 1,5 . 1.
- Anchura de fondo Superior a 3 m
trafuertes o estribos para reforzar la estabilidad de la
masa de material vertido.
4. En todos los casos, además de los drenajes considerados como principales, se construirán otros secundarios o laterales, de acuerdo con las recomendaciones de la Tabla 3.1V:
TABLA 3.IV
CAPACIDAD DE IA ESCOMERERA
TIPO DE ESTERIL
Pizarras o similares
Areniscas o similares
.
< 0,8Mm3
> 0,8 Mm3
5 m x 2,5 m
2,5mx1,2m
5mx5m
5mx2,5m
La granulometría del material empleado en los drenajes debe ser tal que contenga menos del 10 % de bloques inferiores a 30 cm y no existir tamafios superiores
al 25 % de la sección del drenaje.
Tanto los drenes principales como los laterales se diseñarán de acuerdo con la valoración de los factores
geológicos y topográficos característicos del lugar.
5.
El procedimiento para la colocación del estéril es el
siguiente:
a) Si el 65 % o más del material es arenisca puede
ser vertido sin compactación, pero se nivelará según la cota del banco al finalizar el relevo de
trabajo.
b) Si el material contiene menos del 65 % de arenisca puede ser vertido en tongadas de 1,2 m,
compactandolo a continuación.
c)
Figura 3.12. Escombera de vaguada construida por tongadas
y con núcleo central de drenaje. (Robins, J. D.)
Para aumentar la eficiencia del drenaje se recomienda, en ciertos casos, que el dique de base se construya con bloques resistentes de arenisca. Pero cuando los ensayos de los suelos de base demuestran que
la capacidad portante es suficiente, puede suprimirse
el dique de contención.
3. En escombreras de más de 0.8 Mm3 de capacidad. el
dique de contención puede complementarse con con-
En terrenos abruptos y de fuerte pendiente y siendo más del 90 % arenisca, los sistemas de drenaje se construirán basándose en la segregación
natural que se produce en el vertido.
6. ~uando'lasescombreras son construidas por gravedad se recomienda compaginar el vertido en avance
con el lateral, ya que de esta forma se evita la formación de planos diferenciados que pueden servir como
posibles discontinuidades de deslizamiento o rotura.
7. El material de relleno se dispondrá formando bancales con el fin de incrementar la estabilidad. Se recomiendan las siguientes dimensiones finales:
2.
.
8.
Altura de banco: 15 m máximo.
Anchura de berma: 6 m máximo.
Pendiente de desagüe hacia el interior de las bermas: 3-5%.
Pendientes laterales de coronación: 3-5 %.
Superficie de estabilizacijn: Revegetación coexistente con la construcción.
Todas las superficies de drenaje dispondrán de las
pendientes adecuadas hacia ambos lados de la va-
DIVISORIA D E
CANAL DE DRENAJE
;ORONACIDN
SECCION A - A '
P I E M F
EICOYUEIU.
u
la.
M .AY
D E ZANJA
CAHAL D E
DRENAJE
T E R R E N O ORIGINAL
DRENAJE INFERIOR
SECCION 8 - 8 '
CANAL D t
PRIMERA
TUNGAOI
OREN INFERIOR
3 m . IX mee
DE ZANJA
S E C C I O N C-C'
Ftgura 3.13. Detalles constructivos d e una escombrera d e vaguada.
PLATAFORMA SUPERIOR
BALSA
ESTERIL
TERRENO
ORIGINAL
FONDO DE
L A VAGUADA
SECCION A-A'
PLATAFORMA SUPERIOR
D DE VERTIDO
SECCION 8-8'
PRIMERA TONGAOA
SECCION C - C '
Figura 3.14. Defalles constructivos de una escombrera de vaguada con núcleo de drenaje
guada, dirigiendo las aguas hasta las zanjas construídas en roca inalterada. Estas zanjas estarán protegidas por escollera u otros materiales en las zonas de
fuertes pendientes, con objeto de reducir la velocidad
de circulación.
- Rotura en cuña. Es tipica de aquellos casos donde
la base de apoyo no es lo suficientemente resistente
para soportar el peso de los estériles.
En las escombreras de llanura construidas en retroceso y vertido en tongadas, las normas a observar son:
NIVEL
Altura de banco: Menor de 5 m.
Altura de berma: No inferior a 5 m.
Talud general: Menor de 26" (2:l)
Altura máxima de escombrera: 30 m si la humedad del
material supera el 14 %.
NIVEL
Igualmente, en las escombreras de ladera se recomiendan los siguientes parámetros de diseño:
Talud general: Menor de 22" (2,5:1)
Altura máxima de escombrera: 15 m.
En la base del vertedero se levantará un dique de escollera debidamente compactado, complementándolo con
una tubería de drenaje del lado de aguas arriba.
4.4.
Cálculos de estabilidad de escornbreras
Los materiales vertidos en una escombrera se encuentran como fragmentos con unos tamaños muy pequeños,
si se comparan con las dimensiones del depósito. Aunque
inmediatamentedespués del vertido no existe ninguna trabazón entre las partículas, el paso del tiempo facilita [os
fenómenos de consolidación que se traducen en un aumento de la cohesión y de la resistencia al corte.
Las formas de inestabilidad son, según la posición de
la superficie de rotura, superficiales si no afectan a la base
de la escornbrera o profundas si sucede lo contrario. Los
tipos de rotura que se identifican de acuerdo con la geometría de las mismas son las siguientes:
- Rotura circular.
s e produce en depósitos en 10s que
10s materiales presentan Unas propiedades geo!écnicas homogéneas.
- Rotura n o circular. Es una superficie de rotura mixta que combina una sección circular y un deslizamiento. Se presenta en materiales con características
diferentes.
..
Figura 3.15.
Principales tipos de rotura en escornbreras: a) Circular, b) Mixta y c) En cuña.
Los métodos de análisis de estabilidad son muy diversos, y la mayoría se basan en comparar las fuerzas que
favorecen el movimiento de la masa de materiales a través de una hipotética superficie de rotura y las fuerzas resistentes estabilizadoras. Los cálculos se simplifican Ilevándose a cabo en secciones verticales, sin tener en
cuenta las fuerzas resistentes que actúan en los extremos
de la masa en movimiento. No obstante, se han desarrollado métodos más complejos que se aplican sobre modelos tridimensionales, Cornell y Vanmarcke (1977).
Fig. 3.16.
MASA EN MOVIMIENTO
Figura 3.1 6.
Modelo tridimensional y secc~onvertical de la masa deslizanle
El Factor de Seguridad <.FSB,para el modelo de la Fig.
3.16 viene dado por:
donde:
FS = Factor de Seguridad.
Sf = Fuerza tangencia1 resistente sobre la superficie de
rotura.
R, = Contribución de los extremos de la masa deslizante al movimiento resistente.
L = Longitud del arco de la superficie de rotura.
r
= Radio de la superficie de rotura.
b = Longitud de la masa deslizante.
a = Distancia horizontal del centro <<O,,de rotura al
centro de gravedad de la masa.
w = Peso de la masa deslizante por unidad de longitud.
Estos estudios se suelen plantear como un problema
de equilibrio límite, y en ellos resulta necesario seleccionar diversas superficies de rotura hasta llegar a la más critica para el talud considerado, que será la que dé un menor coeficiente de seguridad.
Los datos básicos para un análisis de estabilidad son,
además de la densidad del material depositado, la cohesión y el ángulo de rozamiento interno. Según el horizonte temporal que se plantee para la estabilidad de la estructura, se tendrá en cuenta la tensión total que actúa sobre la masa deslizante, caso de calcular las condiciones
de estabilidad a muy corto plazo, o la tensión efectiva, esto
es tensión total menos las presiones intersticiales, para la
estabilidad a largo plazo.
Como ya se ha indicado, son mumerosos los procedimientos analíticos de cálculo de estabilidad, basándose
muchos de ellos en la t6cnica de división en rebanadas
verticales sobre las que se determinan las fuerzas resultantes efectivas normales, las tangenciales y las presiones intersticiales. Lo mismo se hace sobre la superficie de
rotura para llegar a calcular el Factor de Seguridad.
Dado que esos procedimientos se salen del ámbito de
esta obra, se expondrá s610 un método gráfico para rotura circular, basado en el círculo de rozamiento. Se recomienda la consulta del .Manual para el Disetio y Constnicción de Eccombreras y Presas de Residuos Mineros>$
(1986) editado por el ITGE. Hoek y Bray (1981) presentan
unos ábacos con los que es posible efectuar una primera
estimación del Factor de Seguridad, algo inexacta y conservadora, válida para estudios a nivel de anteproyecto
bajo las hipótesis de materiales homogéneos y geometrías sencillas. Las etapas a cubrir son las siguientes:
.'
1. Se elige el tipo de escenario que es probable que se
presente 'sobre la estructura a analizar. Fig. 3.17.
Existen cinco casos y cada uno de ellos posee un
ábaco.
2. Se calcula el valor adimensional:
la altura del
siendo -y. la densidad del material, <<HU
talud,
la cohesión aparente y
el ángulo de rozamiento interno.
En los ábacos de las Figs. 3.1 8 a 3.22 se sigue el radio del valor encontrado anteriormente hasta que corte a la curva que corresponde el ángulo del talud.
4. Se busca sobre los ejes vertical y horizontal los valores de <<tag@/FS.y ~<dyHFSsa,a partir de los cuales
se calcula el valor de
más conveniente.
3.
Ejemplo:
Se considera una eswmbrera de estériles de carbón Con
un nivel freático que surge a 114 de la altura del talud. LOS
parámetros resistentes son: c = 40 KWm2, y = 18 K N / ~
y 0 = 22'. Se pide hallar el Factor de Seguridad para H =
50 m y un ángulo de talud de 25.
con el ábaco número 3 se obtienen los síguientes valores:
El Factor de Seguridad del talud es 1,01.
Er! las Figs. 3.23 y 3.24 se representan los gráficos para
la determinación del centro del círculo crítico de rotura y
grieta de tracción, correspondientes a las situaciones de
los ábacos anteriores 1 y 3.
2
S.L,OI
>e. A C Y I
ALTURA M; 1.LUO
SALID.
.LIWI
II.
--
D ~ '6".
L
SC-
:
A
II.
D( L.
3
DC
L'
4
S1L.04 DEL a C u l
<I i / 7 0,
.;
Figura 3.1 7 . Casos de situación del nivel freálico resuelfos en
ábacos de Hoek y Bray.
Tan
-
F
Figura 3.18. A b a c ~~ Ú m e r o1 de Hoek y Bray.
Figura 3.1 9. Abaco número 2 de Hoek y Bray.
YHF
Figura 3.20. Abaco número 3 de Hoek y Bray.
Tan
F
Figura 3.21. Abaco número 4 de Hoek y Bray.
CENTRO M L CIRCULO
GRIETA OE
TRACCION
GRIETA DE T R A C C m
'.
ClRWLO DE PIE
In
CtRCüW DE PIE
DISTANCIA X
n
.JW
MSTANCIA X
4
n
2n
H
-3n
.
.2n
n
>
LOCALIZACION DEL CENTRO DEL CIRCULO CRITICO
-2H
-JM
-u
O
LOCALIZACON DEL CENTRO DEL CIRCULO CRITKO
0.4
-
0.3
b
0.2
o. 1'
O
O
Figura 3.23. Localizacidn del c/rculo critim de rotura y grieta de
trami6n (situacibn del Abaw 1).
De acuerdo con lo anterior, se puede decir que los
cálculos de estabilidad finalizan siempre con la determinación del Factor de Seguridad. Si el valor obtenido está
por debajo del exigido se procede a rediseriar geométricamente la escombrera o a mejorar las condiciones de
drenaje.
LOS valores mínimos exigidos son superiores en todos
los casos a la unidad, ya que, por un lado, se requiere un
10
20
40
SO
60
ANGULP DE TALUO
30
70
10
00
Figura 3.24. Localizaci6n del ckculo crítico de rotura y gieta de
framibn (situación del Abaco 3).
margen para considerar la intensidad de riesgo en función
de las~condicionesdel entorno y, por otro, es preciso considerar los posibles errores y desviaciones de los parámetros característicos de los materiales que se han obtenido
con las muestras ensayadas.
En la Tabla 3.V, se indican los Factores de Seguridad
mínimos para los diferentes esceiiarios posibles.
TABLA 3.V.
COEFICIENTES DE SEGURIDAD MlNlMOS REQUERIDOS EN EL PROYECTO DE ESCOMBRERAs
CASO 1
~mplantacionessin riesgo para personas, instalaciones o servicios.
H S 15 m o V S 25.000 m3 .......................................... Pueden constituirse con el ángulo de vertido de
O H > 15 m en escombreras en manto ............................... los escombros.
15<H~30m,taludconformadopara ...............................
H > 30 m, talud conformado para ....................................
F2
F1
1,20
1,30
1,lO
1,20
F3
F2
F,
1,20
1,35
1,45
1,15
1,25
1,30
1,O0
1,lO
1,15
F3
F2
F1
1,40
1,60
1,20
1,40
1,lO
1,20
CASO II
lmplantaciones con riesgo moderado.
H ~ 1 5 m o V ~ 2 5 . 0 0 0 m 3 0 H > 1 5 m , e n e s c o m b r e r a s e n m a n.t.o. .
1 5 < H s 3 0 m ......................................................
H > 3 0 m ...........................................................
CASO III
Implantaciones con riesgo elevado.
Se proscriben las escombreras en manto sin elementos de contención o desviación al pie.
Hs20m
H220m
...........................................................
...........................................................
NOTAS
- Esta tabla corresponde a escombreras de la minería de carbón, realizadas de acuerdo con estas recomendaciones,
relativamente homogéneas y en las que los finos cohesivos o de lavadero no influyen de manera apreciable en la
estabilidad.
Los coeficientes de seguridad corresponden a las situaciones siguientes:
F,: Escombreras normales, sin efectos de aguas freaticas y en cuya estabilidad no interviene el cimiento.
F:, Escombreras sometidas a filtración, agua en grietas o iisuras, y riesgo de deslizamiento por la cimentación.
F:, Situaciones excepcionales de inundación, riesgo sísrnico, etc.
- Los valores de F indicados son para escombreras exentas o en laderas con inclinaciones hasta el 8 %. En el caso
de vaguadas encajadas (ancho máximo = altura) puede admitirse una reducción del 10 %, llegando al 3 % para
vaguadas con ancho máximo = 2,5 veces la altura.
En laderas de inclinación superior al 8 % los coeficientes F se incrementan en los valores siguientes:
CASO 1: F = 0,10.
CASO 11: F = q0,03(a - 0,08)
CASO 111: F = q0,07(a - 0,08)
siendo a la inclinación de la ladera en tanto por 1, con a 6 0.
- Se supone que los parámetros geotécnicos se han determinado mediante ensayos. En el caso de estimación, éstas
deben justificarse, mayorando los coeficientes de la tabla en un 10-15 %, segun la fiabilidsd de las estimaciones.
-
Fuente: Manual para el Diseno y Coristruccióri de Escornbreras y Presas de Residuos Mineros, ITGE. 1986.
5.
5.1.
RESTAURACION Y ABANDONO DE
ESCOMBRERAS
Estabilización de escornbreras y
acondicionamiento para el abandono
Si una vez construida una escombrera se observan movimientos del terreno o riesgo de que se produzcan, será
necesario antes de implantar la cubierta vegetal o darle
un uso a esos terrenos, adoptar una serie de medidas
correctoras.
Existen diversos métodos para estabilizar las masas de
est6riles granulares, cuyo comportamiento puede asimilarse al de un suelo no cohesivo.
Este tema se desarrolla, también, en el Capitulo 15 que
hace referencia al tratamiento de taludes en la preparación del terreno, por lo que se aconseja su lectura. .
La solución más sencilla consiste en modificar la geometría de tales estructuras mediante el remodelado del talud, de manera que se logre reducir el momento de las fuerzas desestabilizadoras y mejorar el coeficiente de seguridad.
Una segunda medida consiste en el drenaje de las estructuras para evitar, por un lado, la erosión de los materiales en la superficie del talud, y, por otro, las presiones
intersticiales y efectos desestabilizadores ensl interior de
los depósitos. Durante la fase de construcción con obras o
elementos que favorezcan el drenaje intenso de los estériles, pantallas drenantes y galerías, así como la disposición y vertido estratégico de los materiales dentro de las
escornbreras.
Si tales actuaciones no se han llevado a cabo pueden
realizarse una serie de obras complementarias como son
las zanjas y 40s espaldones o contrafuertes Fig. 3.25.
Los sistemas citados tienen un carácter superficial, pues
las zanjas no suelen alcanzar profundidades superiores a
los 4 6 5 m. Es conveniente complementar estos sistemas
con la construcción de unas bajantes superficiales que
conduzcan el agua drenada hasta el desagüe principal.
Foto 3.2. Colapso de una escombrera afeclando al cauce de un
río.
En los deslizamientos activos se recomienda el sellado
de las grietas superficiales ya que pueden actuar como
vía de entrada del agua. Esa operación se debe efectuar
con materiales impermeables como la arcilla, el cemento,
etc.
Otro grupo de métodos es el denominado de contención, que consiste en la aplicación de una fuerza resistente complementaria mediante la construcción de una obra
de fábrica. Estos muros y muretes actúan por su peso, pudiendo anclarse y encastrarse en el terreno. Los materiales que se utilizan normalmente son muy diversos, desde
el hormigón en masa, la mampostería, la tierra armada,
los gaviones, etc.
Finalmente, existen los m6todos de mejora de las características de los materiales, con los que se persigue aumentar la resistencia al corte de los mismos. Se pueden Ilevar a cabo mediante la inyección de sustancias que aumenten la cohesión de los fragmentos rocosos en zonas
que no impidan el drenaje y por procedimientos mecánicos de introducción de refuerzos, barras de acero, carriles, micropilotes, etc., y anclaje incluso de estos a la roca
firme. Todos estos tratamientos'tienen una efectividad escasa, localizada y son costosos.
SELLADO
/IMPERMEABLE
Y-$
P l L O l C S PASIVOS
+-
+.
Figura 3.25. Stslernas de drenaje
Figura 3 26
-
Es~abilizdcion/iiediafile micropiioles
Tras la estabilización de los taludes, la revegetación
posterior actúa no sólo como un método protector e integrador de estos en el medio ambiente, sino incluso como
un sistema corrector de los materiales más superficiales,
pues produce una desecación por efecto de la evapotranspiración, reduce la filtración del agua y refuerza el terreno
con las raices.
Previo al extendido de la tierra vegetal, es necesario
proceder al escarificado de las superficies por donde ha
circulado la maquinaria minera, ya que el peso de 6sta habrá dado lugar a una compactación de los materiales que
impedirá en muchos cacos la penetraci6n y desarrollo de
las raíces de las plantas. En las zonas en pendiente, si no
se tratan esas superficies, actuarán como planos de discontinuidad pudiendo producirse deslizamientos a lo largo de ellas.
Foto 3.3. Escombrera en ignición.
5.2. Extinción de incencios en escombreras de minas
de carbón
En las explotaciones de carbón, los estériles procedentes de los lavaderos y de las propias minas son potencialmente peligrosos, ya que existe un riesgo de incendio con
una elevada producción de gases nocivos y modificación
de las condiciones de estabilidad de las escombreras. La
combustión espontánea se produce por la presencia de pirita y carbón en los estériles, así como de otros materiales que poseen celulosa, como la madera. El momento de
ignición depende en parte de las condiciones climatológicas y de vertido de los estériles.
Los incendios de las escombreras causan huecos dentro de las mismas, dando lugar a modificaciones de la distribución de tensiones y a derrumbamientos parciales. Si
estos últimos no llegan a la superficie existirá una probabilidad de hundimiento por el paso de personas y rnaquinaria. Desde el punto de vista de estabilidad, no todos los
incendios tienen efectos negativos, ya que la combustión
que da lugar a las escorias aumenta de fomia apreciable
la cohesión y resistencia al corte de los materiales almacenados.
A pesar de la escasa conductividad térmica de los escombros, como la combustión de estos se inicia en zonas
próximas a la superficie los intentos de revegetación pueden fracasar al impedir el desarrollo de las plántulas.
Por otro lado, se producen gases con un alto contenido
en CO y SH, que los hacen nocivos y peligrosos. Además
de la contaminación química del aire existe una contaminación visual típica de los incendios de estas escombreras.
Las medidas para luchar contra los procesos de combustión espontánea son de dos tipos: preventivos y correctivos. Dentro del primer grupo caben destacar las siguientes:
- Retirada de la vegetación en la base de apoyo de la
escombrera.
- Separación de la madera de los estériles de mina. Esto
está indicado para explotaciones de interior donde se
utiliza ese material en el sostenimiento.
- Compactación de los estériles en tongadas con un espesor inferior a 1 m.
- Intercalación de capas horizontales de estériles finos
no carbonosos para dificultar la circulación del aire entre los intersticios.
Una vez incendiada una escombrera los sistemas que
pueden aplicarse para su extinción son los siguientes:
- Remoción del escombro incendiado:
Consiste en la extracción del material de combustión,
previo enfriamiento con agua, y transporte y vertido en
un área próxima. Fig. 3.27. Este sistema se aplica
cuando las áreas incendiadas son pequefias y fácilmente accesibles, y la retirada del material no compromete la estabilidad de la escombrera. Los huecos
creados si no son grandes deben ser rellenados con
material inerte que a continuación se nivela y compacta.
- Sellado superficial:
La zona en ignición se recubre en superficie con una
capa de materiales inertes para impedir la entrada de
aire a través de los intersticios que quedan entre las
partículas. Los materiales que más se utilizan son: la
arcilla, la pizarra triturada y el polvo de caliza, teniendo este último la ventaja de produar, al calentarse, anhídrido carbónico que dificulta la combustión.
El problema principal de este sistema es la efectividad, ya que pueden producirse grietas en superficie
provocadas por los hundimientos interiores y adelgazamiento~de los espesores de recubrimiento por acción de la erosión exterior. Debe pues preverse un
control y supervición de la superficie de sellado.
- Aislamiento del material en combustión:
Para impedir la propegación del fuego desde un fcco
localizado, es posible aislar éste mediante unas zanjas, que tras su apertura se rellenan con productos
inertes, preferiblemente finos, para dificultar la entrada de aire.
- Apagado por inyección:
Consiste en la inyección en la escombrera, dentro de
la zona de combustión, de un lodo preparado con agua
y con material incombustible finamente dividido, como
puede ser la caliza o la arena pulverizada. Este pro-
Figura 3.27. Extinción de incendio con monitor hidraulico y remoción del estéril.
ducto ocluye los poros existentes entre las partículas
impidiendo el paso del oxígeno necesario para la combustión, y proporciona además un efecto de enfriamiento.
En el caso de utilizar solamente agua deben tomarse
ciertas precauciones, ya que la produccidn de vapor
de agua a alta temperatura puede favorecer la propagación de la combustión de los estériles por el calentamiento de estos y provocar explosiones abriendo
nuevas vías al fuego. Por otro lado, si la cantidad de
agua añadida es muy grande se corre el riesgo de producir una contaminaci6n de los acuíferos y aguas superficiales al Iixiviar algunos productos sólidos de los
estériles.
6. REUTlLlZAClON Y APROVECHAMiENTO DE
LOS ESTERILES
Los estériles proceden!es de !as explotaciones mineras
plantean diversos problemas, tanto en lo relativo a su almacenamiento y abandono como a las alteraciones que
producen sobre el medio ambiente. Por ello, existe una
tendencia lógica hacia el aprovechamiento de los materiales, al objeto de lograr un uso más racional de los recursos naturales y minimizar los problemas citados.
El primer uso que puede tener un esteril, aunque sea
el menos noble, es el de material de relleno de los huecos creados en las minas. En las explotaciones a cielo
abierto, dependiendo de la geometría de éstas y del método de extracción aplicado, se pueden rellenar total o parcialmente, alcanzando topografías poco discordantes con
las originales. En minas subterráneas, el relleno de los
huecos se utilizará como sistema de sostenimiento facilitando la extracción del mineral y minimizando los efectos
de los hundimientos en la superficie.
Otras vías de utilización se basan en las características
petrográficas, mineralógicas. químicas y fisico-mecánicas
de los estériles. Algunas de las aplicaciones posibles hoy
en día son las siguientes:
- Rellenos y terraplenes.
- Carreteras y diques de presas.
- Fabricacidn de ladrillos y briquetas.
- Materiales para restauración.
- Fertilizantes y enmiendas.
- Combustibles especiales.
- Aditivos de minerales energéticos, etc.
Estos Últimos usos se refieren a los estériles de carbón
cuando el porcentaje de este mineral es superior al 4 %.
De todas las aplicaciones no mineras las más interesantes, por las grandes cantidades que se utilizan, son las
que se encuentran en el campo de la obra pública. Por lo
general, no es preciso tratamiento alguno, pero sí una caracterización rigurosa a fin de clasificar adecuadamente
los distintos tipos de materiales.
Los ensayos que dentro d e este tipo de obras se suelen realizar son los siguientes:
- Curva granulométrica.
- Peso específico.
- Plasticidad.
- Compactación.
- Capacidad portante.
- CHIRONIS, N.
P.: 43etter Ways to Build Hollow Fillsl~.Coa1
Age. 1978.
- CLARIDGE, F. B. et al.: *Mine Waste Dumps Constructed in
Mountain Valleys~~.
CIM Bulletin. 1986.
- GONZALEZ CANIBANO. J. v GARCIA, J. M.: <.Los Estériles
de Menudo de Lavaderos de Carbón como Material para la
Construcción de Terraplenes11Carreteras, julio-agosto 1986.
- HOEK, E., and BRAY, J. W.: -Rack Slope Engineeringl>.The
lnstitution of Mining and Metallurgy. 1981.
MCNAY, L. M.: ~ C o a Refuse
l
Fiers, An Environmental Hazard.. Bureau of Mines. IC 8515.
- NICHOLS, R. S. and RUTLEDGE, A. L.: *Water Drainage
Thought Waste Dumps at Fording Coa1 Limited.. CIM Bulletin. 1982.
NICHOLS, R. S.: -Rack Segragation in WasteDumps~>,
1986.
- RAINBOW, A. K. M.: -Reclamation, Treatment and Utilization
of Coal Mining Wastes. Proceedings of the Second International Conference, 1989.
ROBINS, J. D.: mConstnicting Spoil Storage Fills in the Sleep
Terrain Appalachian Coalfields.. Stability in Coal Mining. Miller
Freedman Publ. 1978.
- RODRIGUEZ ORTIZ, J. M.: auscultación y Corrección de
Movimientos del Terrenosl. Riesgos Geológicos. IGME. 1987.
- SERRA DE RENOBALES, T.: -La Concepción de Vertederos. Condición Previa para Posibilitar la Restauración en Minería a Cielo Abierto.. l. Seminario sobre la Restauración de
Canteras y Minas a Cielo Abierto. Fundación Gómez-Pardo.
Madrid. 1988.
- SERVICE TECHNIQUE DE L'URBANISME.: ~ ~ S o Stériles:
ls
1986.
Réaménagement et Végétalisation>>,
- UNESA-ASINEL.: ~GubrimientoVegetal de Escombreras de
Cenizas vol antes^^, 1988.
- WILLIAMSON, N. A. et. al.: <<MineWastes Reclamation~~
Mining Journal Books, 1982.
-
- Resistencia al corte.
- Comprensibilidad.
- Permeabilidad.
- Concentración de azufre, y
- pH.
- AYALA, F. J. y RODRIGUEZ, J. M.: ~43ecomendacionespara
el Proyecto y Ejecución de Escombreras en la Minería del carb ó n ~Industria
~.
Minera.
- AYALA, F. y RODRIGUEZ, J. M.: -Manual para el Diseño y
IGME,
Construcción de Escombreras y Presas de Residuos~~.
1986.
- CANMET.:uPit Sole Manual Wastes Embankments*~,1979.
-
-
Capítulo 4
PRESAS DE RESIDUOS
próximos al 20 %, por lo que en bastantes proyectos el impacto sobre la viabilidad económica es muy importante.
Por otro lado, dos factores que han contribuido notablemente a la mejora en el diseño y operación de las presas
son los derivados de las exigencias de seguridad y protección ambiental. Con relación al primero, en el pasado
se han producido desgraciados accidentes con elevado
número de pérdidas humanas y materiales debido a las roturas de las presas con grandes avalanchas de Iodos y
fangos. Con respecto al segundo, se ha visto la necesidad de preservar la calidad de las aguas superficiales y
subterráneas durante el tiempo de operación de la presa
y después de su abandono, así como la de la restauración de los terrenos.
Los factores que influyen en la elección de la ubicación
y el diseño de las presas de residuos son de muy diversa
índole y quedan recogidos en la Tabla 4.1. A continuación,
se comentan los más importantes.
La función principal de estas estructuras consiste en almacenar permanentemente los estériles sólidos y retener
temporalmente los efluentes líquidos procedentes de las
plantas de tratamiento. Cuando esos efluentes contienen
contaminantes tóxicos, las presas deben ser diseñadas
para albergar el agua durante un largo periodo de tiempo,
hasta que se degraden las sustancias quimicas perniciosas o hasta que se evapore el agua.
Las presas de residuos difieren de las presas de tierra
y escollera convencionales en cuatro aspectos básicos:
- Las presas de residuos almacenen tanto sólidos como
líquidos.
- En muchos casos, los propios residuos se utilizan
como material de construcción del dique de la presa.
- Las presas se construyen, normalmente, por etapas siguiendo el desarrollo de las operaciones.
- Suelen requerirse modificaciones en el diseño y operaci6n de llenado de la presa al introducirse cambios
en los procesos de tratamiento.
2. FACTORES LOCALES DE UBlCAClON
En las dos Últimas décadas se ha progresado bastante
En el pasado, las presas se construían en áreas que se
seleccionaban siguiendo únicamente dos criterios: condiciones topográficas favorables y proximidad a las plantas
de tratamiento, pero hoy en día para satisfacer ciertos requerimientos ambientales y de seguridad intervienen otros
factores tales como la geología, el clima, la hidrologia superficial y la disponibilidad de terrenos. Tabla 4.1.
en el diseño ingenieril de las presas de residuos en lo relativo a hidrología y geotecnia, ya que anteriormente, en
algunos casos, se procedía a realizar las operaciones de
forma intuitiva. Actualmente, el porcentaje de los costes
de almacenamiento de los residuos de las plantas con respecto a los costes totales de operación en éstas están
TABLA 4.1.
1
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA UBlCAClON Y DISENO DE LAS PRESAS DE RESIDUOS
FACTORES LOCALES
1
CARACTERISTICAS DE
LOOOS
-- Geoiogia.
Sismicidad.
- Producción de residuos
- Topografía.
1- Contenido en arcilla.
- Composicdn quimica
Condiciones del agua subterrá- - Método de vertido.
nea.
- Precipitaciones.
- Evaporación.
- Disponibilidad de terrenos.
- Precio de los terrenos.
- Densidad de los Iodos.
- Lixiviabilidad
CARACTERISTICAS DE
LOS EFLUENTES
- Caracterislicas quimicas:
pH.
*
- Granulometría.
- Red de drenaje.
-
1
(
*
LIMITACIONES
AMBIENTALES
.
- Calidad del aire.
- Calidad de las aguas superlicia.
les.
Cationes metalicos
- Calidad de las aguas sublerrá
neas.
- Requerimientos de restauración
Potencial de oxidacionlreduc~ - Drenaje del agua superlicial.
cion.
Toxicidad.
- Producción de efluentes.
- Capacidad de circulacdn.
- Necesidades de evaporación.
Una herramienta muy útil es la constituida por los ábacos de Capacidad-Altura Fig. 4.1. en los cuales puede determinarse para una debrminada superficie ocupada la altura que corresponde a cada volumen de residuos almacenados y el ritmo de elevación de la estructura.
maño mínimo de las presas está limitado por las necesidades de e'vaporación.
'Para las presas en valle, la superficie del área Ocupada
y la altura de esas construcciones dependerá fundamentalmente de la capacidad total de almacenamiento y evaporación que se precisen. En algunos casos será más
económico construir una serie de presas, aguas arriba o
aguas abajo, mejor que una sola de mayor tamaño. Fig.
4.2.
Figura 4.1. Ejemplo de ábaco de Capacidad-Altura de una pre.
sa de residuos.
2.1.
Topografía
Es un factor básico ya que gobierna la altura y dimensiones de las presas de residuos. El terreno puede ser
muy llano, con lo cual se precisará un dique perimetral, o
muy escarpado formando vaguadas en forma de U o V,
donde se necesitaran diques de cierre transversales. La
pendiente de los terrenos influirá en el ritmo de crecimiento de las presas y la altura máxima alcanzada. La topografía también marcará las dimensiones del área de drenaje superficial que será afectada por el depósito de residuos. Con vistas a evitar los efectos erosivos por posibles
avenidas, los lugares más apropiados para la ubicación
deben estar próximos a las cabeceras de las cuencas de
recepción. En caso contrario, se dispondrá de la oportuna
red de canales de protección rodeando a las presas de
residuos.
2.2.
Figura 4.2.
2.3.
Tamaño
En terrenos relativamente llanos que requieren diques
en tres o cuatro lados, el tamaño de las presas está gobernado por el precio de los terrenos, la necesidad y el
coste de la impermeabilizaci6n y de la restauracidn final.
Por ejemplo, si las condiciones del lugar no requieren
un revestimiento impermeable, los terrenos son relativamente baratos, y la restauración no precisa de una cubierta de material importante, las presas pueden construirse
económicamente ocupando grandes superficies (e.g. Desde 100 ha hasta 400 ha). Sin embargo, cuando se necesite una capa de arcilla o cualquier otro material plástico
y una cubierta de tierra vegetal importante para la restauración (tal es el caso de las presas en minas de uranio
donde se precisa un mínimo de 3 m), o si el precio de los
terrenos es alto, entonces será mas efectivo económicamente ocupar áreas más pequeñas (20 a 80 ha) y disponer esas estructuras con mayor altura. En este caso, el ta-
'
Disposiubn de los estériles en una sola presa (a) o
en una serie de presas aguas abajo (b).
Geología y sismicidad
Al construirse una presa debe considerarse la sismicidad del área y la proximidad a fallas potencialmente activas. Si existe un riesgo sismico deberá evaluarse el comportamiento dinámico de las presas y el riesgo de rotura
por licuefacción. El fenómeno de licuefacción generado
por un movimiento vibratorio provoca una elevación de las
presiones de poro, ya que el peso de los materiales soportados se transfiere al agua intersticial que existe entre
las partículas, y los sólidos se comportan como un fluido
denso con una resistencia al corte muy pequeña o nula, haciendo que presas que son estables en condicionas estáticas no lo sean en condiciones dinámicas. Estos problemas potenciales deben ser objeto de consideración y
estudio.
Otros factores geológicos y geotécnicos que deben considerarse son los relativos a la disponibilidad de materiales de construcción, la capacidad portante y de drenüje
de la base de apoyo y cualquier riesgo geológico que pueda acaecer en las proximidades de las presas.
2.4.
Permeabilidad
La permeabilidad o conductividad hidráulica de la cimentación del dique y substrato de apoyo de un depósito
de estériles puede tener un peso importantesobre los costos de construcción y conveniencia de un área si el drenaje de los efluentes es inadecuado desde un punto de
vista ambiental. Es obvio, que las áreas localizadas en formaciones poco permeables son mejores 'que aquéllas
donde las filtraciones pueden ser altas.
2.5. Otros factores locales
Las precipitaciones anuales y la evaporación influyen
sobre la cantidad de agua almacenada en las presas. Estos factores se deben considerar también junto con los
anteriores.
La disponibilidad de los terrenos y el precio de éstos es
preciso tenerlos en cuenta en la selección y dimensionamiento del área a ocupar. En ocasiones, se pierde mucho
tiempo en las negociaciones y resolución de esos problemas cuando los mejores terrenos caen fuera de las propiedades que posee la compañía minera.
3.
CARACTERISTICAS D E LOS LODOS
Uno de los aspectos que diferencia una presa de tierra
convencional de una presa de residuos, es que estos ÚItimos materiales pueden usarse para construir el propio dique o parte de él. Desde un punto de vista económico
esto es ventajoso, siempre que los Iodos tengan unas propiedades físicas y químicas adecuadas.
La característica más importante de los Iodos es el tamaño de las partículas sólidas, ya que determina sus posibilidades de aprovechamiento. La granulometría depende del proceso mineralúrgico empleado para concentrar o
extraer los minerales. Por ejemplo, para minerales de oro
en plantas de tratamiento convencionales, donde el grado
de molienda necesario para su liberación suele ser alto,
más del 90 % de las partículas tienen un tamatio inferior
a 0,1 mm. En e! otro extremo, se encuentran algunas ope-
raciones de mineral de cobre, e incluso oro, donde el metal se recupera por lixiviación en eras, dejando los residuos con una granulometría gruesa semejante a una grava. 'En la mayoría de los casos los estériles producidos
presentan tamaños de partículas finas en el rango de las
arcillas y limos. Fig. 4.3.
Normalmente, los Iodos se transportan de forma hidráulica con concentraciones de sólidos entre el 15 y el 60 %
en peso. La concentración de esas pulpas y el método de
vertido afectan a la separación y sedimentación de los residuos en las presas. En la descarga convencional las partículas m8s gruesas o arenas se depositan rápidamente
formando una playa junto al dique, si ahí se encuentran
los puntos de descarga, y el resto de las particulas finas fluyen como lamas hacia el interior de la presa. En general,
¡os residuos del tipo arena constituyen un material de
construcción resistente con unas buenas características
de drenaje. Las lamas (partículas inferiores de 0,1 mm)
presentan permeabilidades muy bajas y pequetias resistencias al corte que las hacen inservibles para la construcción de las presas.
Aunque las arenas de los residuos no constituyen el material ideal, es el más barato económicamente y el que se
encuentra disponible a una menor distancia de transporte. Su uso en la construcción de las presas reduce el volumen de material que debe almacenarse en las mismas.
Algunos de los inconvenientes que plantea su aprovechamiento son los relacionados con la licuefacción y erosión.
Sin embargo, éstos pueden eliminarse mediante un diseño y procedimiento constructivo adecuado, como se comentará más adelante.
Excepto con los materiales muy finos, es posible separar la fracción más gruesa de los Iodos usando la segregación hidráulica natural o ciclones. Los ciclones son centrifugadoras hidráulicas que se colocan en los extremos
de las líneas de transporte de los residuos y proporcionan
grandes cantidades de arena que se emplea en la propia
knstrucción de los diques. En algunos casos, es deseable minimizar la segregación de las arenas con vistas a
TAMAWO
GRLVAS
ESCOLLERA
GRUESAS
Figura 4 . 3
FINAS
1
DE L A S PARTICULAS (mm)
ARENAS
GRUE.
MEDIAS
FINAS
LIMOS Y ARCILLAS
Cun/asgranulomélricas tipo para diferentes minerales tratados
47
mejorar las características drenantes de los Iodos más finos y su propiedades resistentes. Esto puede ir acompafiado de una reducción del procentaje de agua en la descarga de los Iodos, de forma que se evite
en cierta medi.
da la segregación de las arenas.
Las características químicas y de degradabilidad de los
residuos también juegan un papel importante en el diseño
de las presas. Por ejemplo, algunas fracciones gruesas,
inicialmente, pueden presentar una alta resistencia y buenas características de drenaje, pero, si se degradan rápidamente convirti6ndose en una material arcilloso el comportamiento es totalmente contrario. En otros casos, las
partículas, a pesar de ser finas, pueden llegar a cementarse y a mejorar sus propiedades geotécnicas a través
de reacciones geoquímicas. Estas reacciones se producen entre los constituyentes de los Iodos, o entre los lodos y el material del dique de la presa o de los suelos naturales y el aire, pudiendo afectar al diseño tanto en los
aspectos fisicos como ambientales. Estos fenómenos pueden ocurrir de forma inmediata o lentamente con el transcurrir del tiempo. En cualquier caso, estos cambios deben
tenerse en cuenta, sobre todo para aquellos residuos que
potencialmente son más tóxicos.
4.
CARACTERlSTlCAS DE LOS EFLUENTES
La cantidad de efluentes y sus vertidos son factores importantes en el diseño y operación de una presa de residuos. En algunas situaciones, se pueden recircular todos
los efluentes para volverlos a utilizar en los procesos de
tratamiento. En esas plantas, la concentración de sólidos
en las pulpas puede ajustarse para optimizar los métodos
de descarga y transporte. Sin embargo, en muchas operaciones no es posible reutilizar todos los efluentes debido
a la existencia de contaminantes químicos, siendo entonces necesario proceder a la evaporación del agua o al tratamiento de la misma. Cuando la evaporación es el Único
medio de eliminación de los efluentes, este factor será el
que marque el tamaño de la presa, más que el volumen
de residudos a almacenar. En algunos casos, una solución viable es la de disponer de una balsa de evaporación separada.
La pendiente de los taludes de los depósitos pueden
ser controlada variando la granulometría, espesando las
pulpas, y por el método de descarga (con uno o varios caños múltiples). Taludes con inclinaciones mayores pueden
conseguirse densificando los residuos vertidos y si se desea lo contrario añadiendo agua a la tubería de descarga.
Asi pues, la variaci6n del porcentaje en sólidos constituye
un método eficaz y flexible en el control de la forma y disposición de los estériles en las presas de residuos. Si por
cualquier circunstancia cambiaran las características de
los minerales o los procesos de tratamiento, se evaluará
el impacto prodl~cidopor el cambio en los tamañcs de los
sóiidos en los Iodos.
Por otro lado, las características químicas de los efluentes es un factor que puede afectar tanto a la ubicación
como al diseño de las presas, siendo particularmente importante el sistema de drenaje. En muchos tratamientos
mineralúrgicos los efluentes tienen pH bajos y una concentración muy alta de iones metálicos móviles. También
es frecuente la presencia de altas concentraciones de
aniones disueltos, tales como nitratos, sulfatos y cloruros,
Son raros los casos con pH básicos.
Cuando los efluentes contengan algunos metales tóxicos, compuestos radiológicos 0 elementos potencialmente peligrosos las superficies de apoyo deberán revestirse
para minimizar las filtraciones. En las propias presas suele producirse una disminución de la concentración de sustancias indeseables, debido a las precipitaciones y reacciones de oxidación. Además, la reacción con los suelos
y rocas naturales ayuda de forma significativa a controlar
el nivel de contaminación. Tal es el caso de los efluentes
en plantas de uranio, que son muy ricos en metales tóxicos, con pH bajos y que contienen radionucleidos, que al
hacerlos pasar por suelos relativamente ricos en'calcio
son capaces de amortiguar, por un lado el pH y por otro
lado, de absorber a los metales pesados y a los radionucleidos. Sin embargo, algunos de los aniones, tales como
sulfatos, nitratos y cloruros no son controlados y, pueden
llegar a crear problemas de calidad de las aguas. A veces, es necesario llegar a considerar los cambios que pueden producirse a largo plazo en la química de los efluentes, por la lixiviación u oxidación de los Iodos almacenados en las presas abandonadas o clausuradas.
Cuando es imperativo disponer de un nivel de base impermeable, las características químicas de los efluentes
puede jugar un papel importante en la elección del material a utilizar. Se ha comprobado que los compuestos orgánicos pueden atacar a los revestimientos de arcilla a
base de montmorillonita.
5. CONSIDERACIONES D E DISENO DE L A S
PRESAS D E ESTERILES
Sin entrar en las características constructivas de los diferentes tipos de presas, ya que se sale del ámbito de .
esta obra se cometan seguidamente algunos aspectos de
interés.
Siempre que sea posible se deben utilizar en la construcción de estas estructuras los propios residuos, ya que
es el material más barato. Tal como se mencionó anteriormente, el diseño de una presa dz Iodos difiere de una
presa convencional en dos aspectos; primero, la construcción se realiza por etapas, reduciéndose así la inversión
inicial, y segundo, si los residuos son empleados en la
construcción, la planta de tratamiento tiene que operar durante un período de tiempo dado para producir el material
necesario. Por esta razón, el dique inicial se construye con
estéril de la propia mina o con materiales de una cantera,
efectuhndose después los recrecimientos con los residuos
de la planta o con esos mismos materiales.
Básicamente, existen tres tipos de presas de residuos
que son denomidadas, desde el punto de vista de su construcción, como hacia aguas arriba, hacia aguas abajo y
centrales.
En la Tab!a 4.11. se comparan los diferentes tipos de presa de residuos.
5.1.
Construcción hacia aguas arriba
Es el método más ampliamente utilizado en el pasado
y en la actualidad. Tal como se muestra en la Fig. 4.4 una
vez construído el dique inicial se van levantando diques
TABLA 4.11.
Método de
mmaibn
COMPARACION DE LOS METODOS CONSTRUCTIVOS DE PRESAS DE RESIDUOS
Caraclerist'cas
debskdos
Procedimiento
de dewar(ja
Capaadad para
a~mace~miento
de agua
Buena.
Presa conven- Adecuada para cualquier Cualquiera.
tipo de lodos.
cional de escollera.
Al menos del 40 a1 60 % Descarga periferica y Mala.
Aguas amba.
de sólidos. Baja densi- controlada.
dad de h pulpa para
favorecer la segregación de las partículas.
Adecuado para cualquier Varia de acuerdo al di. Buena.
Aguas abajo.
seño.
tipo de lodo.
Centrada.
sisrnica
Presa de residuos consIrliida por e/ mélodo de aguas
arriba
Este sistema constructivo, siempre que los residuos
puedan clasificarse en diferentes granulometrias. es el
más económico ya que es el que requiere un menor vo-
Coste
reblivo
Dique entero construido Escollera y suelos natu- Alto.
inicialmente.
rales.
Mala.
Menor de 4,s a 9 mlaño. Arenas de b s Iodos. Es- Bajo.
Mayor de 15 d a ñ o es tériles de mina y suepe¡'groso.
los naturales.
Buena.
Cualquiera.
Arenas de los Iodos o es- Alto.
teriles de mina. si se
producen en cantidades suficientes. o suelos naturales.
Puede limitarse la altura Arenasde loslodosoes- Medio.
de recrecimienlos interiles de mina. si se
producen en cantidadividuales.
des suficientes o suelos naturales.
lumen de material que debe ser transportado para contruir
los diques y el que ocupa menor superficie para una capacidad de almacenamiento dada. No obstante. al estar
construido el dique por materiales de baja compacidad y
resistencia con un nivel freático elevado se deben adoptar
taludes bastante tendidos y recurrir a medidas tales como:
ensanchamiento del dique mediante el extendido de las
arenas de la playa entre dos caballones, la intercalación
de capas dren y tubos drenantes. la compactación de las
arenas, etc.
Cuando los residuos sean muy finos el éxito de este método de construcción dependerá del ritmo de elevación del
dique y del talud general de éste, pues si el recrecimiento
es muy rápido las presiones de poro serán muy elevadas
y pueden dar lugar a problemas de estabilidad. También
en áreas donde exista cierta actividad sísmica este método deberá compararse con otros, pues es el más susceptible frente a fenómenos de licuefacción.
5.2.
F o t o . 4.1.
Material de
bs diques
Buena.
Arenas o limos de baja Descarga perifericades- No recomendado para Aceptable.
plasticidad.
de la playa nominal almacenamiento permanenle. Aceptable
necesaria.
para inundaciones
temporales con diseño
constructivo adecuado.
sucesivos ligeramente retranqueados respecto a los anteriores y hacia el interior de la presa. Esos diques se forman, por lo general, con los sedimentos gruesos de los lodos que se separan de estos por decantación natural o
por ciclonado. Este último sistema permite un mayor control de la granulometría de las arenas.
Los residuos arenosos que configuran la playa constituyen en cada recrecimiento de la presa la base de apoyo
o cimentación de los diques sucesivos, por lo que es importante que exista un porcentaje elevado de partículas
gruesas; aunque existen algunas excepciones.
Ritmo de
elevawn
amnsejado
Construcción hacia aguas abajo
Como el nombre indica, este método de construcci6n
consiste en la elevación de la presa mediante diques sucesivos de estériles que avanzan en la dirección de aguas
abajo. Es el sistema más seguro de almacenamiento de
residuos y el que más se asemeja a las presas ds tierra
convencionales, aunque en este caso se construyen por
etapas. Es por esto, que en algunos países es el tipo de
presa preferido Por la ~dminis¡ració~y organismos Oficiales.
El dique inicial se construye normalmente con materiales naturales, disponiendo en algunos casos de núcleos
impermeables y elementos de drenaje para el control del
nivel freático y filtraciones. Los recrecimientos subsiguientes se efectúan con las arenas de los residuos ciclonadas.
DESCARúA DE LODOS
tCAk0 O CICLON)
DIQUES DE RECRECIMIENTO
(ESTERILES DE MINA, ARENAS
I
EFLUENTES
EMBALSADOS
DIOUE
o. METODO DE CONSTRUCCION HACIA ATTRAS O AGUAS ARRIBA
DIOUES DE RECRECIMIENTO
LEO DE ARCILLA
DIQUE INICIAL
b. METODO DE CONSTRUCCION HACIA ADELANTE O AGUAS ABAJO
DESCARGA DE LODOS
( c ~ t i oo CICLON)
NUCLED DE ARCI
AGUAS
DIQUES DE RECRECIMIEN
c. METODO DE CONSTRUCCION CENTRADO
Figura. 4.4. Métodos constructivos de presas de residuos.
con suelos de recubrimiento o con estériles de mina. Este
método, desde el punto de vista de estabilidad, no depende de las características hidráulicas de los residuos o
efluentes, siendo por ello el que permite el almacenarniento de cualquier tipo de residuo. Por esto, para Iodos con
partículas muy finas y en áreas donde las precipiiaciones
superan a la evapotranspiración este tipo de construcción
es el mas uiilizado. También se recomienda este diseño
en zonas con actividad sismica, ya que los materiales de
la estructura del dique pueden compactarse y el nivel freático puede controlarse mejor.
El principal inconveniente de las presas construidas hacia aguas abajo es que se necesitan grandes volúmenes
de material de relleno y el incremento de estos en cada
recrecimiento sucesivo. Por esto, se debe planificar cuidadosamente los volúmenes de materiales que estarán
disponibles durante las últimas etapas, particularmente si
se van a utilizar las arenas de los residuos cidonadas o
los estériles de la mina.
5.3.
Construcción centrada
Este método es esencialmente una conibinación de los
dos anteriores, realizándose los recrecimientos sucesivos
mediante mantos de dique cuyos centros se mantienen
sobre la misma línea vertical. Normalmente, los Iodos se
descargan desde la coronación de la presa para mantener una playa y evitar el encharcamientojunto al talud del
dique. Los materiales empleados suelen ser Ics mismos
que se han citado para el método anterior, pudiendo disponerse también de núcleos impermeables y drenes en la
estructura del dique. La estabilidad sísmica es mejor que
e( diseño hacia aguas arriba, pero peor que hacia
aguas abajo Y las necesidades de estériles para la construcción es intermedia entre ambos métodos. Fig. 4.5.
-
.CS.
. -.
&
A
-..
..,u
J..
.b..
.l..-
&-
1
.4
CIRCUUCION #
AGUA C L A R I F t C A M
"
- ,-.l
Figura 4.6. Método de descarga espesada. (Vich. S. G.,1983)
Figura 4.5. Areas de los diques de recrecimiento en los diferentes métodos constructivos.
5.4. Otros métodos de construcción
En la última década se han desarrollado otros métodos
de almacenamiento de residuos entre los que caben destacar: el método de descarga espesada y el método de deposición en huecos mineros y cavidades.
A. Método de descarga espesada
Consiste en espesar los Iodos hasta que alcancen una
elevada viscosidad, con una concentración de sólidos entre el 55 y el 65 %, y descargarlos en un solo punto o Iínea de puntos, de manera que los residuos formen un depósito en forma de cono con unos taludes cuyas pendientes oscilan entre el 2 y el 8 % (dependiendo de la viscosidad y granulometría de las partículas). Los residuos son
depositados corno una mezcla homogénea, mejor que segregada, de arenas y lamas. Si el cono es construido en
el centro del área de vertido, será preciso construir alguna pequeha presa para recoger los efluentes. Si el cono
se ubica al final de un valle estrecho, podrá conseguirse
una capacidad adicional de almacenamiento al actuar los
residuos como dique de contención.
Los principales inconvenientes que plantea este método son: por un lado, aunque se eliminan los costes de
construcción de los diques existe un sobrecoste debido al
espesado y bombeo de los Iodos; también, como no pueden almacenarse los efluentes, se requiere la construcción de algunas presas de decantación y evaporación. Durante la operación este método es altamente susceptible
de procesos de inestabilidad y corrimientos bajo condiciones sísmicas, ya que se produce la licuefacción de los residuos. Como problemas adicionales cabe citar la gran superficie de terreno de que es preciso disponer y el volu-
men de Iodos que pueden arrastrar las aguas de escorrentía.
Por el contrario, este método reduce la contaminación
del aire por el polvo producido por el viento al incidir sobre las superficies expuestas, ya que los taludes permanecen permanentemente húmedos, y proporciona formas
de las estructuras que son más fáciles de integrar en el
paisaje.
B. Método de deposición en huecos mineros y
cavidades
Como consecuencia de la explotación de determinados
minerales se ha pasado a considerar los huecos de minados antiguos y contemporaneos como zonas preferentes
para ubicar bajo la superficie los residuos de las plantas.
Esos huecos bien pueden ser los de labores subterráneas
efectuadas en las proximidades de los yacimientos en explotación, como los de las minas a cielo abierto ya abandonadas. En todos los casos, es preciso efectuar un exhaustivo estudio hidrogeológico para evaluar el impacto
ambiental producido por las filtraciones de los efluentes
en los acuiferos de la zona.
En ocasiones, se practican excavaciones ex profeso
para depositar en ellas los Iodos. La técnica más económica es la de desmonte-terraplén. similar a la que se utiliza en los vertederos controlados de basuras urbanas. El
material de la primera excavación es apilado y a continuaci6n se vierten en el hueco los residuos. Los estériles de
la segunda excavaci6n se extienden sobre los residuos
depositados en la primera para su posterior revegetación,
y así sucesivamente; de este modo se evita la doble manipulación del material excavado.
5.5.
Otras consideraciones de diseño
Los niveles del agua subterránea o superficies freáticas
de los efluentes dentro de las presas y en los diques tienen una .influencia muy importante en la estabilidad de
esas estructuras y en su comportamiento bajo condiciones estáticas y dinámicas. La predicción de las posiciones de las superficies freáticas en las presas es un trabajo complejo. Inicialmente, los niveles se encuentran muy
bajos como consecuencia del drenaje natural a través de
los suelos de cimentación. Sin embargo, con el tiempo la
deposición de los Iodos reduce la permeabilidad vertical y
se fuerza a que los efluentes se desplacen horizontalmente elevándose así el nivel de filtración en el dique. En muchos casos, esto crea empujes que llegan a afectar a la
estabilidad de las presas.
La precipitación de sustancias debidas a las reacciones
químicas que tienen lugar en las presas pueden llegar a
reducir el drenaje, no solamente a traves del suelo natural, sino incluso en los drenes construidos en los diques
al colmatarse los huecos intersticiales.
Otros aspectos que deben tenerse en cuenta en la
construcción de presas de residuos son los problemas
operativos. Las caracteristicas de las estructuras pueden
cambiar a lo largo del tiempo al variar la densidad de las
pulpas, la granulometría de las partículas en los Iodos, la
composición de los minerales, las condiciones climatológicas o los ritmos de producción.
6.
RESTAURACION Y ABANDONO DE
PRESAS DE RESIDUOS
Al igual que en otros trabajos de restauración de terrenos afectados por las actividades extractivas, los objetivos que se persiguen en el caso de las presas de residuos son los siguientes:
- Estabilidad de las estructuras,a largo plazo.
\\
-f --.
----
"-.
.-.
--
- Protección
frente a los procesos erosivos a largo
plazo.
- Prevención de la contaminación ambiental.
- Acondicionamiento para la recuperación y abandono
de presas.
- Puesta en uso productivo de los terrenos recuperados.
6.1.
La diferencia principal en las condiciones de estabilidad
de una presa durante el período de operación y después
de su abandono se encuentra en la situación del nivel freático. Generalmente, cuando cesa el vertido de residuos y
no existe un aporte de agua exterior los niveles frehticos
caen drásticamente, lo cual se traduce en una mejora sustancial de la estabilidad de los taludes. En principio, cualquier presa que fuera estable durante el periodo de construcción lo seguirá siendo tras el cese de las operaciones.
No obstante, podrá recurrirse a todo un conjunto de medidas correctoras, Fig. 4.7, si en algún momento se viera
que las condiciones de estabilidad no son las adecuadas.
El primer procedimiento (a) consiste en la descarga parcial del material de coronación con vistas a reducir las tensiones en la base del dique, esto sólo es posible si el citado dique tiene unas dimensiones importantes. Otra técnica consiste en el aprovechamiento de ese material colocándolo como refuerzo al pie de la presa sobre una capa
filtro (b), al mismo tiempo que se reduce la pendiente del
.1
\
i! .
1
.:.
TALUD
ALTURA ORIGINAL
> - . .','.....
FILTRO Y DREN
C)
-
\,
.,d.,..,
b ) TENDIDO DE TALUD
MATERIAL AOOSAOO
-\
i
OlOUE
--
.
-.-
-
1
1
d) COLOCACION DE FILTRO INVERTIDO
QENERAL EFECTIVO
RETRANPUEO
---
...
DRENAJE DEL PIE Y
CIMENTACION
,TALUD
----
PLATAFORMk
EXISTENTE
.-FILTRO Y DREN
BERMA
COLOCACION DE ESPALDON CON BERMA
CWIONAúION
PROPUESTA
-'
TENDIDO
MATERIAL SOBRE
r 7 7
a) DESCARGA DE L A CORONA DEL DIQUE
c
-
Estabilidad de las estructuras a largo plazo
,M F CON POZOS BAJO E L DIQUE
' (
M F CON PO-S
EN E L PIE
t
-d
-?.\
TALUO
EXISTENTE
ESTRATO O€ UMEHTACION
RELATIVAMENTE IMPERMEA.
-
"
t
e ) RECRECIMIENTO DE PRESA CON TENDIDO
DE TALUD
ESTRATO OE
ClMENTAClON PERMEARLE
f)
-.--POZOS
DE DRENAJE
POZOS DE DRENAJE
Fig. 4.7. Med~dascorrecloras para mejorar la eslabil~dadde los diques en las presas de residuos. (CANMET, 1977)
talud. También es posible proceder al refuerzo del dique
adosand~escombros sobre una capa dren creando bermas intermedias (c) y a la colocación de filtros invertidos
para facilitar el drenaje en la base y cimentación del dique (d). Por último, otros dos procedimientos consisten en
el recrecimiento dejando bermas durante la operación (e)
que facilitan el tendido del talud general y la depresión de
los niveles freáticos mediante sondeos, drenes horizontales a distintas alturas, etc.
Como dentro del proceso de abandono de una presa
de residuos está el modelado de la misma, es aconsejable que se aprovechen en ellos los materiales que se empleen para su estabilización. Lo ideal, desde el punto de
vista de la restauración, es disponer de suficiente estéril
de relleno para conseguir unos perfiles suaves, Fig. 4.8.a,
esto no siempre es fácil o económico, por lo que suele
adoptarse el método alternativo. Fig. 4.8.b, que consiste
en adosar a los taludes espaldones de escombros granulares y escollera.
retorno dado. Esto puede resultar inviable desde un punto de vista económico, pero pone de manifiesto la necesidad de mantener y en algún caso de complementar las
obras de drenaje.
Debe evitarse la acumulación del agua de lluvia sobre
la superficie de la presa. Para ello, se cubrirán los depósitos, sobre todo donde exista alguna depresión, para alcanzar pendientes de drenaje entre el 0 3 y el 1 %.
6.2.
Protección frente a los procesos erosivos a
largo plazo
Los depósitos de residuos mineros son susceptibles de
erosionarse formando surcos y cárcavas bajo la circulación de lluvia por las superficies. También la erosión eólica es en estos casos muy importante, ya que puede dar
lugar con el tiempo a un desplazamientodel material como
si de una duna de arena se tratara.
LOOOS SECOS
-------
------a---
DIQUE ORIGINAL
----
LODOS SECOS
DIQUE ORIGINAL
DREN INFERIOR
Figura 4.8. Secciones de presas preparadas para la revegetación.
En cuanto a la estabilidad sismica, cabe decir que en
el primer caso las condiciones son más favorables, ya que
al no estar saturados los residuos el riesgo de licuefacción de los mismos es mucho menor. Esto se ha puesto
de manifiesto en Chile en los depósitos de residuos de minas de cobre abandonadas que han resistido numerosos
terremotos.
Las,principales causas de inestabilidad de las presas
abandonadas son de tipo hidrológico. La acumulación repentina del agua de lluvia puecie provocar la rotura del dique por desbordamiento o por erosión en el pie del mismo. Aunque una presa sea segura, desde el punto de vis!a hidrológico, durante la vida operativa de la misma, no
significa que lo sea indefinidamente después de su abandono. Si se considera el empleo de una presa con una
vida de 30 años que se ha diseñado para un período de
retorno de inundación de 1.000 años, la probabilidad de
rotura es del 3 %. Para los 500 años siguientes esa probabilidad se eleva al 40 %. Por este motivo, sería deseable que las presas se diseñaran con el criterio de Inundaclón Máxima Probable (IMP) más que con un período de
...
.
..
. - .-*
'...-,-.:-?-
. .
Foto 4.2. Antigua presa de residuos sin revegerar expuesfa a la
sros~ónpor los agentes atmoslericos.
La erosión por acción del viento incide mas sobre las
superficies planas de las presas. mientras que la de tipo
hidrico lo hace sobre 10s taludes. Para luchar contra esta
última el primer criterio que debe seguirse se basa en disefiar los taludes con unos ángulos bajos comprendidos entre 3:1 y 5:1 y, a continuación, adoptar alguno de los métodos de protección .y estabilización que se comentan
seguidamente.
Cuando se pretende restaurar una presa recién construida, la primera etapa consiste en drenar y desecar la
misma hasta conseguir una superficie de los materiales firme y estable. Esto puede requerir períodos de tiempo muy
dilatados dependiendo de las condiciones climatológicas,
tamafío de balsa y naturalezade los Iodos. El secado puede ser simplemente por evaporación del agua o por el drenaje y bombeo del agua hasta una planta de depuracibn
y posterior vertido.
El tiempo necesario para la desecación y consolidación
de los Iodos puede estimarse mediante el método propuesto por Krizek et al (1977).
Una vez superada esa etapa se procederá a la estabilización mediante uno o varios de los procedimientos siguientes: protección con escollera, estabilización quimica,
o revegetación.
La cubrición con escollera es el método clásico que se
emplea para estabilizar los taludes. El término escollera incluye no sólo los fragmentos rocosos más gruesos, sino
incluso la grava y otros materiales como la escoria de fundición que a veces se han utilizado. En las Fig. 4.9 y 4.10
se representa el diserio de protección de una presa de residuos de uranio, donde incluso se tiene en cuenta el nivel de inundación máximo probable.
La estabilización química se usa fundamentalmente
para evitar la formación de polvo por la acción del viento.
En general, no puede considerarse como una protección
permanente. Las sustancias que más se han empleado
son: polímeros elastoméricos, lignosulfato cálcico (residuo
de la pasta de papel), emulsiones asfálticas, silicatos sódicos y resinas sintéticas. Los costes de aplicación por
hectárea varían entre las 60.000 y las 150.000 pesetas.
Figura 4.9. Configuración recomendada para la aplicación de
escollera sobre una presa de residuos. (Walters, W. H., 1982)
El Último procedimiento de estabilización, que es compatible con el anterior, consiste en la revegetación que,
además de reducir la acción erosiva del agua y el viento,
sirve para reintegrar paisajísticamente al entorno las presas de residuos y en ocasiones darles un uso posterior.
6.3.
Prevención de la contaminación ambiental
Cuando disminuye el caudal de los efluentes de drenaje o cuando eventualmente cesan después de la descarga de lodus, deben tomarse medidas especiales de prevención en algunos casos. En particular, cuando los residuos contienen pirita al bajar el nivel freático se produce
la oxidación de ésta, descendiendo el pH e incrementando la liberación de minerales contaminantes que son mu-
DETALLE DE LA ESCOLLERA
7
CAPAS DRENANTES
ALTERNATIVAS DE PROTECCION
PROTECClON
FRENTE A L A
EROSION W R
PROTECCION DE PIE
SECCION A-A
Figura 4.10. Sección transversal f ~ p de
o una presa d e residuos. (Walters. W . H . , 1982)
cho más nocivos, por lo general, que las sustancias presentes durante el período activo de la empresa. Como
existe un riesgo de lixiviación de esos productos y, consecuentemente, de contaminación de las aguas subterráneas, a menudo se requiere la cubrición de las presas con
una capa de arcilla antes del abandono, en combinación
con la nivelación y afinado de las superficies para prevenir la formación de charcos. En el caso particular de Iodos
muy ricos en pirita puede ser interesante contemplar la posibilidad de mantener saturada la presa con el fin de evitar la oxidación a largo plazo.
Las presas de residuos de minerales de uranio constituyen un caso especial, ya que el elemento radiactivo
Ra-226 produce potencialmente emanaciones gaseosas
nocivas de Ra-222. La difusión del gas radón, no se produce cuando los Iodos están saturados, pero si después
del abandono de las presas. Recientemente, se ha investigado el efecto de cubrir las presas con una capa de suelo (Re et al, 1980; Rogers y Nielson, 1981) comprobándose que el espesor necesario depende de la velocidad de
emanación de radón, de la concentración de Ra-226 en
los Iodos, del tipo de suelo y de la humedad de éste a largo plazo.
Aunque en ocasiones las cubiertas necesarias de suelo no son importantes, en Estados Unidos la Comisión de
Regulación Nuclear (1977) exige una capa mínima de 3
m de espesor para prevenir la emanación de radón a largo plazo después del abandono y restauración de una
presa.
El movimiento ascensional de sales y metales tóxicos
desde el subsuelo formado por los Iodos consolidados de
una presa hacia la superficie de la capa de suelo productivo extendida sobre éste es un fenómeno importante dentro de la revegetación y que se atribuye a la elevación capilar, aunque también colaboran otros procesos menos importantes como el de difusión (MerA et al, 1983).
Cuando las raíces de las plantas entran en contacto con
esos compuestos contaminantes puede producirse la
muerte de 6stas o la inhibición de su desarrollo, de ahí
que la elevación capilar deba tenerse en cuenta en los procesos de revegetación de las presas de residuos.
La altura de migración de las sustancias tóxicas depende de diversos factores tales como la textura del suelo, velocidad de percolación del agua, gradientes de concentración, lixiviación, tipos de minerales arcillosos, profundidad
de suelo, tiempo de movilidad de iones, clima, etc. Aunque no es fácil predecir la magnitud de tales desplazamientos hacia la superficie se ha comprobado que son mucho más acusados en climas áridos que en climas húmedos, tal corno se demuestra de forma indirecta por el pH
. .. ..
de los suelos a diferentes profundidades.
En climas áridos la elevación de las sustancias solubles
de los Iodos varia desde los 10 cm hasta los 39 cm, dependiendo de las condiciones especificas de cada lugar
(Barth, 1986). En climas húmedos las sales pueden llegar
a migrar hasta 4 cm.
Como la elevación capilar es función del tamaño de los
poros y de la tensión superficial, un método practico para
luchar contra ésta consiste en cubrir las presas con una
capa de grava de forma que los poros resulten demasiado grandes Para que se produzca el transporte de esas
sales solubles y se forme así una barrera capilar.
Los espesores de las barreras varían de unos casos a
otros entre 15 y 40 cm, según el tipo de residuo contami-
CLIMA SECO
CLIMA HUMEDO
Figura 4.1 1. Variación del pH en los suelos de cubrición de presas de residuos según el clima (Barth, R. C., 1986).
nante de que se trate. La estabilidad o longevidad de las
barreras depende de la posibilidad de movimiento de las
partículas finas de material entre los huecos de las más
grandes. La estabilidad será máxima cuando el material
granular de cubrición siga el siguiente criterio:
es el tamaño de las partículas gruesas que se
donde ~~C,t
retienen después de dejar pasar por la malla el 15 % en
peso del material y <<F.es el tamaño de las particulas finas que quedan después de pasar el 85 % a través de la
malla (Adergren, 1977). Si este criterio conocido por *+altio de Oquedades. se cumple, la infiltración del material
fino a través del lecho de grava o material grueso que forma la barrera capilar no se extenderá más allá de los 2 cm.
Foto 4.3.
Creación de u17abarrera capilar con este,-;/esgruesos
sobre una presa de Iodos secos.
Otro aspecto de la contaminación que se pciede dar en
una presa de residuos es el conocido como .<transporte
biológicob>,que tiene lugar por un lado cuando las plantas
que constituyen la cubierta vegetal de esas estructuras
son capaces de desarrollar suficientemente sus raíces
para alcanzar el nivel de 10s Iodos. En estos casos se produce una transferencia a la superficie de ciertos Constituyentes de los residuos tales como: selenio, molibdeno, radionucleidos y otros elementos ~ O C ~ V Oque
S
pueden pasar a la cadena de alimentación (Cline, 1979; Redente et
al, 1985).
Este mecanismo de contaminación depende de las especies vegetales que se utilicen en la restauración, ya que
por ejemplo las leguminosas a menudo concentran elementos traza debido a la profundidad que alcanzan sus
raíces y a los procesos fisiológicos asociados con la fijación de dtrdgeno.
Por otro lado, en algunas situaciones el transporte bio16gico lo llevan a cabo pequeños mamíferos mediante la
ingestión de plantas, suelos o agua, y la inhalación de polvo o vapores emanados de los residuos. En Idaho, en una
presa de estériles de uranio cubierta con una capa de suelo de 0,6 a 1,2 m de espesor, algunos roedores extrajeron
hasta la superficie cantidades equivalentes a 173 Kg de
suelo por hectárea y ano. En cualquier caso estos mecanismos de contaminación son insignificantes comparados
con los anteriores.
males, y los Iodos aún no están consolidados se tercará el área.
- La chimenea de drenaje podrá elevarse con el fin de
evitar la entrada de agua durante las tormentas. Se
aconseja que el nivel de rebose de la chimenea se calcule para una duración del aguacero de 24 horas y un
periodo de recurrencia de 100 años.
- La chimenea de drenaje puede clausurarse de forma
definitiva mediante el relleno con estéril y cierre en la
superficie con una losa de hormigón Fig. 12.a. El cierre
en el punto de conexión con la tuberia de desagüe se
conseguirá mediante una extructura soporte del relleno tal como se representa en la Fig. 4.12.b.
TUBERIA DE VENTlLAClON
I
/
II
LOSA DE HORMIGON
r-
- - --6.4. Acondicionamiento para la recuperación y
abandono de presas
Una etapa importante en la recuperación de las presas,
cuando no está previsto que se abandonen con una Iámina de agua que las inunde permanentemente, es la de
drenaje y consolidación. Los Iodos se depositan con un
alto contenido en agua y requieren, por lo general, un periodo de tiempo considerable hasta que se crea una costra superficial capaz de soportar las presiones de los equipos que se utilizan en la restauración. Algunos residuos,
como los de arcillas fosfáticas son muy difíciles de drenar
y precisan de 5 a 10 años para que se seque el material
de la superficie, además no debe olvidarse que muchos
de estos materiales en condiciones húmedas tienen un
comportamiento tixotrópico que hacen desaconsejable su
remoción y la circulación de maquinaria.
Cuando el drenaje natural de los Iodos no es suficiente
se pueden aplicar diversas medidas especiales para incrementar la capacidad portante de estos, entre ellas destacan: el vertido de estéril rocoso desde los bordes de la
presa hacia el interior, la modificación del proceso de tratamiento y transporte de Iodos, la adición de estériles puzolánicos a los residuos, la utilización de láminas geotextiles cubriendo total o parcialmente la presa en las zonas
de acceso y el empleo de equipos de baja presión específica (< 35 MPa).
A efectos de tratamiento de consolidación, no debe olvidarse que las presas de residuos constituyen estructuras heterogéneas, pues los materiales se segregan y depositan con granulometrias muy distintas.
Por otro iado, las chimeneas de drenaje y tuberías de
desagüe deben dejarse en unas condiciones tales que no
constituyan un origen potencial de problemas derivados
de su rotura o de riesgo para las personas y el medio
ambiente.
Las obras que se pueden llevar a cabo para la clausura
de una presa son las siguientes:
- SI el lugar es accesible para las personas y los ani-
-
CHIMENEA DE
DRENAJE
a ) CIERRE SUPERIOR DE L A CHIMENEA DE DRENAJE
Figura 4.12. Sistemas de cierre de las chimeneas de drenaje
- Si los Iodos están sometidos a un proceso de arrastre
y lavado y existe riesgo de contaminación por su salida a través de la tubería de desagüe se procederá al
cierre de esta mediante un tapón filtro de greva y escollera. Fig 4.1 3.
Si los efluentes se prevén con pH ácido se recomienda que el material del tapón sea calizo para neutralizar las aguas.
CAPA DREN O LAMINA
ESCOLLERA
TUBERIA PERFORADA
DIQUE DE L A
PRESA DE RESlWOS
Figura 4.13. Cierre de tubería de desagüe con espa:dón de
escollera.
Foto 4.4. Presa de residuos restaurada.
6.5.
Puesta en uso productivo de los terrenos
recuperados
La definición del <<usoproductivo,, influye de manera
significativa en las formas de recuperar las presas de
residuos.
Normalmente, el uso productivo se define a partir de los
usos que poseen los terrenos que circundan a la mina,
además de considerar la política seguida en la integración
en el paisaje. La recuperación puede consistir entonces
en la instalación de una simple cubierta vegetal protectora, utilizando especies autóctonas, hasta el aprovechamiento agrícola de los terrenos, si se dispone de un medio adecuado.
Si las actividades mineras continuan después del abandono de las presas, un uso productivo posible en muchos
casos ha sido la recuperación de minerales a partir de los
Iodos depositados. Los cambios tecnológicos en los procesos mineralúrgicos y las cambiantes condiciones económicas hacen que los depósitos de residuos se revaloricen en el transcurso del tiempo llegando a ser rentable
su reexplotación y aprovechamiento.
- AYALA, F.J y RODRIGUEZ. J. M.: ..Manual
para el Diseño y
Construcción de Escombreras y Presas de Residuos Mineros*.. IGME, 1986.
- BARTH, R. C.: ~~Reclarnation
Technology for Tailing Impoundrnentsl. Colorado School of Mines, 1986.
- CALDWELL, J. A,: ~ T h eUse of Stage C u ~ e sin the Design
CIM. Bulletin . Feand Operation of Tailings Impoundments~~.
bruary 1983.
- CANMET.: -Pit Slope anual Waste Embankments-, 1979.
- CHAMBER OF MINES OF SOUTH AFRICA: -Handbook of
Guidelines for Environmental Protection - The Design, Operation and Closure of Residue Deposits).: 1979.
- MURDOCK, L. T. and TOLAND, G. C.: ~Designof Tailings Impoundmentsn. Engineering Bulletin .63. Dames & Moore,
1983.
- VICK, S. G.: ~Planning,Design, and Analysis of Tailings
Darnsm, Wiley Interscience. 1983.
- WALTERS, W. H.: aRock Riprap Design Melhods and their
Applicability lo Long-Term Protection of Uranium Mill Tailings
Impoundmenls~~.
Pacific Northwesl Laboratory. 1982.
-
Capítulo 5
LA IDENTlFlCAClON DE ALTERACIONES Y LA EVALUACION
DEL IMPACTO AMBIENTAL
Las evaluaciones de impacto ambiental son trabajos dirigidos a predecir las consecuencias que la ejecución y
posterior desarrollo de una actividad humana puede producir en el entorno donde se localiza la acción, con el fin
de dictaminar los efectos desencadenados y establecer
medidas preventivas y de control que hagan posible el desarrollo de la actividad sin perjudicar, o perjudicando lo
menos posible, al medio ambiente.
Este capítulo tiene por objeto resumir de forma clara
como evaluar los impactos ambientales producidos por las
actividades mineras.
Para abordar este tipo de estudios es conveniente en
primer lugar señalar la casuística de los estudios de impacto ambiental de cara a la localización de actividades,
en donde se pueden diferenciar tres situaciones. Fig. 5.1.
Estudios de impaclo ambiental dirigidos a b -localizacidn 6ptima-
Estudios de impacto ambiental dirigidos a ia evaluaci6n de localizaciones pfeíipdas o exigidas - l o c a l ' i n paradptima-
vas, por ejemplo: la apertura de una gravera dentro de un
mismo valle en dos o más sitios distintos, la explotación
de una cantera de caliza dentro de una misma área en
dos ubicaciones próximas, etc.
La última situación reflejada se refiere a la localización
ya elegida y prefijada para -abrir>, la explotación. Es el
más común de los tres casos, y a ella va dirigida el contenido de las Evaluaciones de Impacto Ambiental Minero
(EIAM) que se presenta a continuación.
2.
El objeto de toda ElAM es incorporar a los proyectos mineros las restricciones que puedan derivarse del estudio
de los elementos y factores que constituyen el medio ambiente, de forma que quede garantizado el funcionamiento integral del ecosistema de manera tal que las alteraciones que se produzcan inexorablemente en los subsistemas ambientales estén detectadas y las que revistan un
carácter grave para el medio se atenúen o corrijan en lo
posible. Las etapas a cubrir se reflejan en la Fig. 5.2.
A continuación, se explica brevemente el contenido de
cada una de las etapas principales.
2.1.
Estudia de impacto ambiental dingidor al adlisis en el caso de b-
c a l ¡ ya &@ida . d i ¡ y mL
Figura 5.1. Casuística de los estudios de impacto ambiental en
la localización de actividades mineras.
CONTENIDO DE LA EIAM EN LA
INDUSTRIA EXTRACTIVA
Análisis del proyecto
De acuerdo con el esquema metodológico de la Fig. 5.2,
en primer lugar es necesario recabar información resumida a modo de fichas descriptivas que analicen la actividad objeto de la evaluación en todos sus aspectos:
- Definición, objetivo y problemática del proyecto.
- Descripción del proyecto donde se recoge el conoci-
La -localización óptima.> que se indica en la citada figura no se suele presentar en las actividades mineras,
puesto que la realización de dicha actividad está condicionada por la localización y existencia de los recursos mineros. No obstante, podría aplicarse a algún estudio de
emplazamiento de la planta de concentración o elaboración.
La segunda situación, localización para-óptima>.se refiere al caso en que se pueden dar situaciones alternati-
miento de los principales elemento físicos y técnicos
del mismo. Esta descripción conviene que sea lo m i s
esquemática posible, y que se limite a los aspectos relevantes desde el punto de vista ambiental. Por ejemplo, datos de carácter general como: situación geográfica, extensión de la explotación, volumen de materiales a mover, etc., y otras de carácter técnico relacionadas con el plan de explotación: infraestructura,vida
de la operación, sistema minero, maquinaria a emplear. mano de obra necesaria, etc.
1
REALIZACM DE UNA
EIAM
2.' ETAPA
1.' ETAPA
1
i
ANALlSlS DEL PROYECTO
ESTUDIO DEL MEDIO
- Objetivos y problemdtica
- Descripción del proyecto
- Mentifcacidn de las acciones derivadas del
I
- Definicidn del ambiente
- Variables a contemplar
- Significaciónde dichas variables
1
-
1
3.' ETAPA
1
IDEMlFlCAClON Y PREDlCClON
DE IMPACTOS
Condici6n de los problemas
Categoriraci6nde bs irnpaclos
Identifkaciónde los impaclos
4.' ETAPA
EVALUACIONDE IMPACTOS
- Caracterizaci6n de los impaaos
- Ponderaci6n de impaaos
- Valora&n de impactos
Plan de abandono y
recuperación
Programa de seguimiento
y control
Figura 5.2. Etapas de una Evaluación de Impacto Ambiental Minero (EIAM).
- Identificaciónde acciones del proyecto minero susceptibles de producir impacto.
La realización de un proyecto de explotación minero
da lugar a toda una serie de acciones productoras de
impactos o alteraciones que habrá que estudiar de forma específica en cada tipo de sustancia extraída y
para cada tipo de explotación.
Como ejemplo de actividades y acciones que se derivan de una explotación se presentan en la Tabla 5.1 algunas de las acciones más generales que tienen lugar en minería a cielo abierto.
2.2.
Estudio del Medio
La definición de la situacijn preoperaciona!es extremadame~teimportante dentro de cualquier evaluación de impacto ambiental, pues el conocimiento del medio inicial
ayuda en la prevención de las alteraciones que se pueden producir y posteriormente permite evaluar la magnitud de aquellas alteraciones que son difíciles de cuantificar.
Al abordar el estudio del medio se recomienda la individualización o sectorización de los distintos factores o
elementos que pueden verse afectados. Los motivos de
esta disgregación son:
- Con el desarrollo de una explotación minera, no tienen porqué verse afectados todos los factores ambientales que integren el sistema. Este hecho dependerá
de las particularidades del medio y de cuáles sean las
características de la explotación.
- La zona de influencia'del proyecto de explotación minera no tiene porque ser la misma para todos los elementos o variables del medio afectados.
- Las características de las variables que son indicadores de su calidad o de su situación preoperacional son
distintas.
La secuencia recomendable a seguir es la siguiente:
- Variables básicas afectadas (factores. elementos,
componentes del medio).
- Superficie alterada para cada variable.
- Inventario y caracterización de las variables afectadas
- Valoración de la variable
-.--.
-
-'
.
TABLA 5.1
PRINCIPALES OPERACIONES,
INFRAESTRUCTURAS Y MODELADOS
DE LAS ACTIVIDADES MINERAS
A CIELO ABIERTO
ACCTORAS DE
ME RACIONE^
(
1.l. Calicatas y excavaciones piloto.
1.2. Sondeos y perforaciones.
2.1. Const~cciónde edificios y plantas de tratamiento.
2.2. Nuevos viales y conducciones.
2.3. Desagües y drenajes.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
Perforación y voladuras.
Arranque y carga.
Transporte de materiales.
Operaciones auxiliares.
Mantenimiento de la maquinaria.
Tratamiento de minerales.
Tratamiento de efluentes.
4.1. Creación de huecos.
4.2. Vertido de estériles, escombreras y balsas.
problemas
almedio ambiente que pueden
en la "nplanfaty
desarrollo de una actividad fni-
riera wn funcih
Y de las caraaerislis
aracte&~as de tales acciones
de\ lugar en que se proyecta:
-El
.
'"gen de los
pot,\emas o efectos puede de"arse
de la fase de
del proyecto 'Onde
se
abordan [OS objetivos mncretosde la ~xplotacióna tradel interbs que sociedad tiene de las dedicaciones Propuestas. O de lafase de diseño donde se re(diseño de
a 9 e cdmo se debe hacer la
apertura de la mina, de locarización, tamaño Y forma
de la esmmbrera, etc.1, ,, ~~n de la propia fase de ejecución, cuando la exp(otación esta funcionando.
La condicidn de tos problemas o efectos que se PFduce^ pueden ser, bien una pérdida total o parcial de
Un '@WSO.
como un suelo productivo, la destrucción
de unaes~ecievegetal o animal endemica. el deterbde un Paisaje. etc., o la inducción a que se desencadene 0 aumente la probabilidad de ocurrencia de algun riesgo como erosión, alteración de redes de drenaje, contaminación del agua superficial, etc.
-
Para llegar a conocer el origen y condición de los efectos, es conveniente trabajar de forma sistemática eligiendo entre una o varias de las metodologias siguienles:
- Empleo de ..listas de chequeo de posibles alteraciones). (Check list) que contengan efectos ambientales
posibles que se producen al realizar el tipo de actividad extractiva propuesta en el proyecto.
1
Eri la bibliografía aparecen multitud de estas listas,
unas de efectos generales y otras de efectos particulares producidas por acciones concretas.
- Utilización de -matrices-, tablas de doble entrada, donde en un eje aparecen las actividades y operaciones
características que se llevan a cabo en el proyecto, y
en el otro eje, las listas de chequeo de indicadores de
posibles impactos.
Como ejemplo se presenta la Tabla 5.11. Cuando una
acción determinada produce una alteración especifica
en un factor del medio ambiente, se anota en el punto
de intersección de la fila con la columna.
4
Esta metodología de identificación y predicción de impactos es actualmente de uso muy frecuente, pudiendo resultar algunas veces excesivamente generalistay no apreciase con exactitud necesaria una problemática producida por la actividad.
Las matrices no tienen en cuenta las interacciones existentes entre las variables y caracterÍsticas del sistema;
esta deficiencia se puede paliar mediante matrices de interrelaciones o con redes o gráficos causa-efecto donde
se liguen las causas de los impactos (acciones), las consecuencias que de ellos se derivan (efectos), mediante la
identificaciónde relaciones entre las acciones que las causan y los factores del medio alterado, pudiendo incluir
efectos secundarios y terciarios. Por ejemplo, de la acción
de crear escombreras se derivan efectos indirectos y otros
relacionados con ellos, entre los cuales se pueden nombrar como mas importantes los reflejados en la Tabla 5.111.
Otros métodos complementarios para una buena identificación de los efectos son los paneles de expertos. los
escenarios comparados y las encuestas
Foto 5.1. Calicatas de investigación en un yacimiento de carbón.
Foto 5.2. Explotación metálica a cielo abierto.
62
TABLA 5.11.
IDENTlFlCAClON DE POSIBLES ALTERACIONES AMBIENTALES PRODUCIDAS POR LA MlNERlA
ENERGETICA
I
SIMBOLOGIA
ELEMENTOS. CARACTERISTICAS Y PROCESOS A M B I E N T A L E S SUSCEPTIBLES DE SER AFECTADOS POR
z
q
a
,u
ALTERAC1ONES GENERIC4MENTE IMPORTANTES
X
O
O
i
C
3'
3
3
I
ALTERACIONES GENERICAMENTE POCO IMPORTANTES
S
Y
PRINCIPALES OPERACIONES. INFRAESTAUCTURAS V MODEUOOS
DE U ACTIVIDAD MINERA
A CIELO ABIERTO
ACCIONES PRODUCTORAS
DE IMPACTOS O
ALTERACIONES
1 EXPLORACION E
04
gW
g:
0
2.1. CONSTRUCCION DE EDIFICIOS
Y P U N T A S DE TRATAMIENTO
2. INFRAESTRUCTURA
.
.......................... ".........................................
2.3. DESACUES Y
Y TRAFICO
DE MAOUINARIA
.............................
1 5 MANTENIMIENTO
. . . . . . . . . . . .-. ...............................
3 6 TRATAMIENTO DE MINERALES
ESCOMBRERAS Y BALSAS
8 89
ul
ul U
w
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00
4
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ACTIVIDAD M I N E R A
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29
y
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9
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Pu
zi
0
TABLA 5.111.
EFECTOS DIRECTOS E INDIRECTOS DERIVADOS DE LA CREAClON DE UNA ESCOMBRERA
l
l
SUELO
- Cambio de morfología:
Alteración del paisaje.
Pérdida del suelo por erosión.
Perdida de comunidades vegetales.
Alteración de poblaciones animales.
- Ocupación del suelo:
AGUA
- Alteración de la red de drenaje natural:
m
Contaminación del agua superficial.
Inundación de áreas pibximas.
AIRE
- Cambios temporales en la calidad del aire:
Alteración de la vida silvestre y afectación de la vegetación de áreas cercanas.
gía de evaluación deberá estar en función de las características del problema concreto (número de variables y de
acciones, cantidad y calidad de los datos, etc.), de los objetivos y de si abarca todo el problema o se evalúan aspectos parciales de él.
Evaluación de impactos
2.4.
La evaluación es un proceso directamente encaminado
a comparar los resultados producidos en distintos lugares
(alternativas), o en distintos momentos (antes y después
de la acción).
Los criterios y métodos de evaluación del impacto ambiental son aquellos que permiten valorar el impacto producido por actuaciones sobre el medio ambiente. En este
sentido estos criterios y métodos tienen una función similar a la de la valoración del inventario (Etapa 2), puesto
que permiten evaluar la importancia de los impactos
producidos.
La selección de una determinada técnica o metodoloTABLA 5.IV
a) Metodologias cualitativas
Este tipo de rnetodologías están basadas en el conocimiento por expertos de los impactos generados en proyectos similares. Para hacer una valoración cualitativa se
hace necesario conocer las características de los impactos que en la fase anterior se han identificado. Tabla 5.IV.
CARACTERISTICAS DE LOS IMPACTOS
VALOR
CARACTERISTEA RELATIVA ~ i :
1.
DEFINICIONES
NOTA
-1
Carácter genérico del impacto
Adverso
I
l
2. Tipo de acción del impacto
(relacion causa-efecto)
3. Sinergia o acumulación
Consideración positiva respecto al estado previo a la actuación.
Consideración negativa respecto al estado previo a la actuación.
1
Indica el modo de producirse la acción sobre los elementos o caracteristicas ambientales.
1
1
Existencia de efectos poco importantes individualmente considerados, que pueden dar lugar a otros de mayor entidad actuando
e n su conjunto; o posible inducción de impactos acumulados.
tl
4.
) Temporal
Proyección en el tiempo
Si se presenta d e forma intermitente mientras dura la actividad
que lo provoca.
Si aparece de forma continuada o tiene un efecto intermitente
I
Permanente
5. Proyección en el espacio
6.
I
Si e l efecto es puntual.
Si se hace notar e n una superficie mas o menos extensa.
Localizado
Extensivo
Cuenca espacial del impacto
7 . Reversibilidad (por la sola acción
de los mecanismos)
l
; pero sin final.
Si el efecto de la acción se produce en las inmediaciones de la
actuación.
Si el efecto se manifiesta a distancia apreciable de !a actuación.
si las condiciones originales reaparecen
tiempo.
Si la sola acción de los procesos naturales es incapaz de recuperar aquellas condiciones originales.
Reversible
8. Recuperación
-----.
-
se pueden realizar prácticas o medidas correctoras viables que aminoren o anulen el efecto del impacto, se consiga o
no alcanzar o mejorar las condiciones originales.
no son posibles tales medidas correctoras
---
Como ejemplo de esta evaluación cualitativa se presenta la Tabla 5.V, en donde aparecen caracterizados los impactos producidos por la acción de las modificaciones fisiogrAficaS que afectan a los factores señalados en la Tabla 5.11.
La caracterización de los impactos proporciona criterios
suficientes para poder determinar sobre la mayor o menor gravedad del impacto parcial. Este procedimiento se
repite tantas veces'como acciones u operaciones derivadas del proyecto produzcan impactos.
Después de analizar las características recogidas en
cada tabla, se hace un dictamen sobre los siguientes
puntos:
- La necesidad o posibilidad de poner o no en práctica
medidas correctoras para aminorar o evitar la alteración causada por la acción, en función de la importancia de esa acción.
- La probabilidad de ocurrencia o riesgo de aparición del
efecto, sobre todo de aquellas circunstancias no periódicas pero sí de gravedad, alta (A), media (M), o
baja (6).
- La afectación o no a recursos protegidos, entendiendo por tales tanto monumentos del patrimonio histórico-artístico, arqueológico y cultural, espacios naturales protegidos, endemismos y especies animales y vegetales protegidos, como elementos relacionados con
la salud e higiene humanas, infraestructura de utilidad
pública, etc.
A la vista de las características del impacto y del resultado del citado dictamen se resume la valoración global
del efecto de la acción, su magnitud, según la siguiente
escala de niveles de impactos:
Compatible: impacto de poca entidad. En el caso de impactos compatibles adversos habrá recuperación inrnediata de las condiciones originales tras el cese de la acción.
No se precisan prdcticas correctoras.
Moderado: la recuperación de las condiciones originales requiere cierto tiempo y es aconsejable la aplicación
de medidas correctoras.
Severo: la magnitud del impacto exige, para la recuperación de las condiciones iniciales del medio, la introducción de prácticas correctoras. La recuperación, aun con
estas prácticas, exige un periodo de tiempo dilatado.
Crítico: la magnitud del impacto es superior al umbral
aceptable. Se produce una pérdida permanente en la calidad de las condiciones ambientales, sin posible recuperación de dichas condiciones. Es poco factible la introducción de prácticas correctoras.
Se indica también si existe ausencia de impactos significativos por causa de la acción analizada, en cuyo caso
no es necesaria la descripción del impacto objeto de los
párrafos anteriores.
Medidas correctoras
b) Metodologias cuantitativas globales
2.5.
A este grupo pertenece un conjunto de métodos basados en sencillos balances de masas, modelos de dispersión medio-ambiental, índices empíricos o modelos estadísticos sencillos.
Estos métodos pretenden llegar a una apreciación global del medio a través de la consideración de una serie
de componentes, factores o parámetros del medio cuya integración proporcione el valor buscado. Cada componente ha de ser cuantificado y posteriormente agregado con
los demás. La cuantificación es la fórmula concreta de una
escala de valor, y su papel es, por tanto, capital.
La adopción de medidas preventivas o correctoras en
las evaluaciones de impacto ambiental que sirven para el¡minar o minimizar los efectos negativos producidos por un
determinado proyecto minero es Una etapa importante en
las evaluaciones de impactos.
Hay que partir de la premisa que siempre es mejor no
producir la alteración que establecer una medida correc.
tora, pues aparte de suponer un coste adicional de tiempo y dinero, en la mayoría de los casos, solamente eliminan una parte de la alteración y, en otros, ni siquiera ésto.
Los tipos de medidas correctoras pueden encuadrarse
en las siguientes clases:
c) Metodologías cuantitativas parciales.
Modelización
- Reducen el impacto. Este tipo de medidas correctoras
generalmente, se consiguen con un diseño adecuado
del proyecto o limitando la intensidad de las acciones.
En sentido amplio, un modelo es una cierta representación de la realidad mediante la cual se busca describirla
o analizarla (Ramos, 1979).
Hay diversos tipos de modelos; dentro de los modelos
matemáticos o simbólicos estos se pueden clasificar según que respondan o no a funciones objetivas siendo modelos de optimización o modelos simbólicos. Estos son,
sin duda, el mejor modo de abordar los estudios de impacto ambiental.
Hay que tener en cuenta que los modelos de simulación tienen una estructura básica que depende de las características y propiedades consideradas en los sistemas
ambientales, y que la calidad del modelo depende considerablemente de la calidad de los supuestos de partida
así como de su tratamiento.
A modo de ejemplo pueden citarse los modelos desarrollados para predecir la contaminación por las aguas ácidas producidas por los estériles depositados en escombreras o por las propias labores mineras, los modelos de
predicción de hundimientos inducidos en la superficie
como consecuencia de la excavación subterránea de los
huecos, etc.
TABLA 5.VI.
1
- Compensan el impacto. Por ejemplo: si se ha alterado la fauna. estableciendo medidas que protejan la que
aún permanece.
- Cambian la condición del hpacfo. Favorecen los procesos de regeneración natural o permiten restaurar el
entorno afectado.
Otro aspecto importante a considerar sobre las medidas correctoras es la escala temporal de su aplicación.
Pues es conveniente llevarlas a la práctica lo antes posible, ya que de este modo se pueden evitar impactos secundarios (e.g.: una escombrera sin vegetación es susceptible de erosionarse, producir polvo, contaminar las aguas,
etc.).
A modo de resumen, se presentan algunas de las alteraciones más importantes producidas por la minería y sus
acciones correctoras o de recuperación. Tablas 5.VI a
5.Xll.
ALTERACIONES EN LA ATMOSFERA Y MEDIDAS CORRECTORAS
ACCIONES CORRECTORAS O DE
RECUPERACION
IMPACTOS COBRE LA ATMOCFERA
- Contaminación, fundamentalmente por partículas s61i- - Riego periódico de pistas de minas con agua'o disodas. polvo y gases, derivada de las operaciones de
apertura de huecos, de la creación de las escombreras y del tráfico de volquetes y de maquinaria pesada
(impactos severos), y en menor grado, de la construcción de pistas (impactos moderados). En todos los casos enunciados, estos efectos son temporales, asociados con el período funcional de las operaciones.
luciones salinas.
.
.
- Estabilización química de pistas.
- Pavimentación de accesos permanentes a la mina.
- Retirada de las pistas del material formado por acumulación de polvo.
- Revegetación de los terrenos restituidos (superficies finales de vertederos y taludes excavados).
- Control del polvo durante la perforación por medio de
I
captadores y reducción del número de tajos con
voladuras.
- Extinción de los puntos de combustión espontánea del
carbón.
- Reducción del tiempo entre las fases de explotación y
resiitución.
TABLA 5.VI (continuación)
ACCIONES CORRECTORAS 0 DE
IMPACTOS SOBRE LA ATMOSFERA
RECUPERACION
- Reducción de la velocidad de circulación y minimización de los cruces de pistas.
- Empleo de pantallas vegetales o artificiales contra el
- Contaminación sónica, ruidos; impactos temporales,
pero severos, durante las operaciones de apertura del
hueco, creación de las escombreras y tráfico de volquetes y de maquinaria pesada; impactos temporales,
también y de menor intensidad, durante la construcción
de pistas e infraestructuras.
viento, que dificultan su libre circulación en los niveles
superficiales.
- Sustitución de los volquetes por cintas transportadoras.
- Riego de las pilas de materiales que se cargan sobre
los volquetes.
- Estudio de la ubicación de plantas de tratamiento
de acuerdo a las direcciones predominantes de los
vientos.
- Situar las plantas lo más alejadas posible de las zonas habitadas.
- Construir barreras sónicas perimetrales.
- Emplear cintas transportadoras mejor que volquetes.
- Instalar silenciadores en Ics equipos móviles.
- Estudiar rutas alternativas de transporte en zonas
próximas a las áreas habitadas.
- Realizar un mantenimiento preventivo adecuado y recubrir de goma los elementos metálicos que sufren los
impactos de las rocas.
- Utilizar equipos accionados eléctricamente.
- Limitar el trabajo de las unidades más molestas a horas diurnas.
- Disminuir las cargas operantes de explosivo y emplear
detonadores y accesorios de microrretardo.
- Cubrir el cordón detonante expuesto al aire libre.
Reducir al máximo las operaciones de'taqueo de bolos con explosivos, etc.
-
TABLA 5.Vll.
ALTERACIONES EN LAS AGUAS Y MEDIDAS CORRECTORAS
ACCIONES CORRECTORAS O DE
RECUPERACION
de sistemas de drenaje, generales para la re- Alteracibn permanente de los drenajes superficiales, - Creación
cogida de las aguas externas a la zona, y particulares
severa en el caso de la constmcción de escombreras
y moderada en' el de la implantación de viales e
infraestructuras.
para cada escombrera o talud importante.
- Reducción de las pendientes de los taludes de verte-
,
S
deros y excavaciones para disminuir la velocidad y,
por tanto. la capacidad erosiva de las láminas de agua,
y iavclrecer al mismo tiempo la implantación de la cubierta vegetal que va a sujetar las tierras.
- Diseño de vertederos con superficies cóncavas y longitudes continuas de declive reducidas, unidas por pequeñas terrazas ae separación, con una ligera pendiente hacia el interior de los taludes.
- Construcción de obras auxiliares de canalización para
la protección de canales, escombreras, taludes de ex1
plotaciones. etc.
TABLA 5.Vll (continuación)
IMPACTO SOBRE EL AGUA CUPERFICIAL
ACCIONES CORRECTORAS O DE
RECUPERACION
- Contaminación de las aguas superficiales (turbiedad
- Recogida y canalización de las aguas contaminadas
(
por partículas sólidas, elementos tóxicos disueltos, acidificación derivada de la oxidación e hidratación de
elementos piríticos, precipitación química de compuestos de hierro, etc.) derivada de las operaciones necesarias para la creación de escombreras (impacto temporal crítico), y del tráfico de volquetes y maquinaria
pesada, del bombeo y la descarga de efluentes, y de
la implantación de viales e infraestructuras (impactos
temporales y moderados).
1
en las minas hacia balsas reposadores donde se produzca la decantación de los sólidos antes del bombeo
al exterior.
- Adecuación de la planta de tratamiento más conforme
a las características de los contaminantes del agua
(depuración, balsa de decantación, filtros en drenajes,
etc.). Este sistema de tratamiento deberá alimentarse
con todos los efluentes de la zona explotada y se situará antes de la descarga a la corriente fluvial
receptora.
- Establecimiento de un sistema de análisis periódicos
que detecte las variaciones y anomalías inadmisibles
en las características del agua, a la salida de la planta, y antes de su entrada en el receptor.
- Revegetación de áreas restituidas y reducción de la
superficie afectada por las labores mineras, ambas acciones para reducir la erosión.
- Aislamiento de materiales fácilmente disgregables y
contaminantes, cubriendo con otros materiales procedentes de la propia explotación.
IMPACTOS SOBRE LOS ACUIFEROS
- Alteración temporal del régimen de caudales subterrá-
-
neos motivada por la de creación de huecos y excavación de galerías y bornbeos del agua de los niveles
freáticos seccionados. Impacto temporal, recuperable
al cesar las operaciones de menor entidad.
Contaminación de acuiferos (aceites, hidrocarburos,
etc.) temporal y de efectos preocupantes, derivada del
mantenimiento de maquinaria.
TABLA 5.Vlll.
- Los aceites son un contaminante importante y difícil
de tratar. Deberán recogerse los aceites usados tras
el mantenimiento de la maquinaria, si éste se realiza
en la zona de explotación.
ALTERACIONES DE LOS SUELOS Y MEDIDAS CORRECTORAS
..
IMPACTOS SOBRE EL SUELO
ACCIONES CORRECTORAS O DE
RECUPERACION
- Ocupación irreversible de suelo fértii por la creación
- Retirada y ácopic de la tierra vege!al de las zonas ocu-
de hiiecos y escombreras (impactos críticos y severos), y por la construcción de pistas, edificios y plantas de tratamiento (impactos moderados).
- Inducción de efectos edáficos negativos en los alrededores de la explotación por las operaciones derivadas
de la creación de huecos, escombreras y pistas (impactos locales moderados y compatibles, debido a la
acumulación de residuos, elementos finos. polvo. etc.)
padas por la explotaci6n.
- Diseño de un modelado en la recuperación que permita la utilización productiva y ecológica del terreno
una vez explotado.
- Adopción de medidas que eviten la producción de polvo, desprendimientos y deslizamientos.
~
TABLA 5.IX.
ALTERACIONES SOBRE LA FLORA Y LA FAUNA Y MEDIDAS CORRECTORAS
IMPACTOS SOBRE L4 FLORA
Y LA FAUNA
ACCIONES CORRECTORAS O DE
RECUPERACION
- Eliminación o alteración de hábitats vegetales terres- - Revegetación con especies autóctonas de los ecosistemas afectados.
tres para la fauna, así como desplazamientos o concentración de especies o individuos, motivados por la
construcción de huecos y por la creación de pistas (impactos de magnjtud moderada). Sin embargo, la creación de escombreras produce un impacto critico (cambio de hábitat total) sobre estos aspectos.
Cambios en las pautas de comportamiento de la fauna por perturbaciones causadas por el tráfico de volquetes y maquinaria pesada, y por la creación de pistas e infraestructura. Impactos temporales y de carácter compatible.
- Eliminación o reducción de la cubierta vegetal, así
como provocaciónde dificultades para la regeneración
de la vegetación (pérdida de elementos fértiles, aumentos drásticos de la pendiente y erosión, etc.) estos impactos generalmente son severos en el caso de las escombreras y moderados en el de los huecos y pistas.
-
- Adecuar medidas para la optimización del tráfico y
para la disminución de ruidos.
- Preparación del suelo, mejora del microclima (riego,
abonado) y revegetación con especies autóctonas de
los ecosistemas afectados.
TABLA 5.X. ALTERACIONES EN LOS PROCESOS GEOFISICOS Y MEDIDAS CORRECTORAS
1
I
I
RIESGOS GEOFISICOS
ACCIONES CORRECTORAS O DE
RECUPERACION
- Aumento del riesgo de los desprendimientos, desliza-
- Colocar sobre el terreno naiural, antes del comienzo
J
mientos o hundimientos de tierras, motivado por la
creaciÓn.de escombreras (impacto severo) y por la
construcción de huecos y galerías subterráneas (impacto moderado).
del vertido de la escombrera, una capa de espesor suficiente de material grueso drenante seleccionado, con
objeto de lograr en el interior de la escombrera un nivel freatico bajo.
- Utilizar en lo posible, para el núcleo interior de la escombrera, el material de mayor granulometría para favorecer la estabilidad y el drenaje.
- Evitar romper el equilibrio de los estériles.
- Evitar ubicar la escombrera en terreno pendiente.
- Modelar la escombrera de modo que su factor de seguridad sea superior a 1,2.
- Diseriar un sistema de drenaje superficial que desagüe las aguas directamente interceptadas por la escombrera o las conecte con la red externa de drenaje.
- Evitar ubicaciones de escombrera en zona con peligro
de hundimiento (minería subterránea abandonada, litologias con socavaciones, etc.).
- Adoptar medidas que eviten la producción de polvo.
Establecer sistemas de drenaje generales y particulares.
- Revegetación rápida tras los movimientos finales de
tierra en cada zona.
- Disminución de pendientes y de longitudes de declive
en taludes de pistas y escombreras. situándose en los
lirnites inferiores que permitan la correcta explotación.
- Establecimiento de sistemas de drenaje, generales y
particulares.
- Revegetación rápida tras los movimientos finales de
tierra.
- Evitar la ubicación de las escombreras en zonas con
peligro de hundimiento (minería subterránea abandonada. áreas karslificadas.etc.).
- ~ u m e n t ode la carga de sedimentación aguas aba- jo, producido por la adición de material sólido, derivado de la creación de escombreras, de pistas e infraestructura. Impactos genéricos, y de carácter severo en
el caso de las escombreras.
- Aumento de la erosión, derivada de las operaciones
que son precisas para la creación de escombreras y
pistas, de la propia existencia de esc0mbrei.a~y talcides, y del tráfico de volquetes y maquinaria pesada.
Impacto de magnitud moderada a severa, aunque temporal en el caso del tráfico.
- Aumento del riesgo de subcidencia, prcducido por la
creación de las escombreras. Impacto permanente de
carácter moderado.
TABLA 5.XI.
ALTERACIONES DE LA MORFOLOGIA Y DEL PAISAJE Y MEDIDAS CORRECTORAS
IMPACTOS SOBRE LA MORFOLOGIA
Y EL PAISAJE
ACCIONES CORRECTORAS-O DE
RECUPERACION
- Peturbación del carácter global del paisaje, general-
- Reducir en lo posible el tamaño de excavaciones y
mente grave en el caso de las escombreras, severa
en el de los huecos de explotación y de menor entidad por su mayor facilidad de control y temporalidad
las derivadas de la construcción de edificios y plantas,
y de la implantación de accesos e infraestructura.
vertederos.
- Remodelar la topografía alterada de modo que se ajuste lo más posible a la natural. Utilizar los productos de
las excavaciones para rellenar en otros lugares.
- Redondear taludes, en planta y en alzado, evitando
aristas y superficies planas.
- Plantación de árboles y arbustos que actúen como
pantallas visuales.
Medidas protectoras de la vegetación existente: cercar los árboles grandes que ya existan, cuidar que no
se corten raíces principales, regar y fertilizar.
- Compensar el deterioro del medio con la creación de
zonas, pasillos o cinturones verdes en el interior o inmediaciones de las instalaciones industriales.
- Plantaciones tipo jardín, con especies adecuadas, no
necesariamente autóctonas, dirigidas a mejorar la
apariencia general de las instalaciones.
- Empleo de materiales del lugar.
- Empleo de colores que contribuyan a disminuir el contraste con el medio (en general, mates y oscuros),
- Adaptación de las instalaciones e infraestructura a la
topografía local (no superar líneas naturales de horizonte, elección de situaciones cerradas visualmente,
etc.).
- Revegetación general con las especies autoctonas de
la zona y el esquema de plantación adecuado para la
adaptación de la zona afectada por la explotación al
paisaje circundante.
-
TABLA 5.Xll.
I
ALTERACIONES DEL AMBITO SOCIO-CULTURAL
IMPACTOS
- Alteración de lugares significativos que son considerados como un patrimonio cultural y social por su valor singular (histórico, artístico. científico, educativo,
natural, etc.).
. .
- Adecuación de la zona alterada tras la recupeiación,
de forma que pueda mantener su uso tradicional.
- Adecuación alternativa para el uso perdido.
- Traslado y reinstalación en el caso de ser obras del
hombre.
- Trato con especial cuidado si se trata de endemismo
de flora o fauna.
- Aumento de la densidad de tráfico sobre las vías públicas con el consiguiente peligro de accidentes, deterioro de firmes, asi como el embarrado de las carreteras.
- Construcción de pistas de uso interno.
- Mejora de carreteras ya existentes.
- Instalación de estaciones automáticas de lavado de
ruedas y bajos de todos los vehículos que accedan a
la red viaria.
- Disposición de carteles indicadores de peligro.
Plan de abandono y recuperación. Programa de
seguimiento y control
2.6.
Esta última fase de la evaluación corresponde a dos
apartados:
- El plan de abandono y recuperación de la explotación,
donde se detallarán todas aquellas labores que hay
que realizar para recuperar el área que ha sido alterada (Proyecto de restauración).
- El programa de seguimiento y control. Este punto pretende controlar el cumplimiento de todas las medidas
correctoras que se hayan adoptado al realizar la evaluación del impacto, así como instrumentar un plan a
medio plazo que establezca controles que detecten las
desviaciones de los efectos previstos o en las medidas correctoras indicadas en la evaluación, pues muchos de los efectos son estimados de manera predictiva y la eficacia de las medidas correctoras propuestas no están probadas en todas las situaciones.
Por todo ello, el plan de seguimiento y control debe
funcionar como un sistema abierto con capacidad para
modificar, cambiar o adaptar el proyecto o las situaciones que se planteen.
2.7.
Impactos positivos en el ámbito
socio-económico
Paralelamente a la evaluación de los impactos ambientales, de carácter negativo, es necesario analizar el efecto positivo del proyecto de explotación sobre las variables
socioeconómicas más representativas.
El desarrollo de una actividad extractiva provoca en el
entorno un impacto socio-económico que se manifiesta
por las relaciones de dependencia económica en diferentes sectores productivos, ya sea a escala local o regional.
Para evaluar tal incidencia es posible aplicar diferentes
técnicas, pero lo más sencillo es recurrir a diversos indicadores socio-económicos, como son:
- Nivel de empleo generado por la explotación, directo
e indirecto.
- Valor añadido generado por la actividad en la zona
afectada.
- Infraestructura y equipamiento introducido en el área
do, como es el caso de la recientemente derogada Ley de
Aguas de 13 de Junio de 1879.
En los últimos tiempos han proliferado las referencias
al medio ambiente en todas las legislaciones sectoriales
estatales, siendo el sector minero uno de los primeros en
que la anterior referencia se ha hecho realidad.
La legislación que afecta directamente al sector minero
puede agruparse de la siguiente forma:
A.
Disposiciones generales de la minería
- Ley de Minas (Ley 2211973 de 21 de Julio)
- Reglamento General para el Régimen de la Minería
(Real Decreto 285711978 de 25 de Agosto).
- Ley de Fomento de la Minería (Ley 611977 de
4 de
Enero).
- Reglamento General de Normas Básicas sobre Seguridad minera (Real Decreto 86311985 de 2 de abril).
B. Disposiciones particulares de la mineria
- Real
Decreto 299411982, de 15 de Octubre. sobre
Restauración del Espacio Natural Afectado por Actividades Mineras.
- Real Decreto 111611984, de 9 de mayo, sobre Restauración del Espacio Natuial Afectado por las Explotaciones de Carbón a Cielo Abierto y el Aprovechamiento Racional de estos Recursos Energéticos.
- Orden de 13 de Junio de 1984, sobre Normas para la
Elaboración de los Planes de Explotación y Restauración del Espacio Natural Afectado por las Explotaciones de Carbón a Cielo Abierto y el Aprovechamiento
Racional de estos Recursos Energéticos.
- Orden de 20 de Noviembre de 1984 por la que se desarrolla el Real Decreto 15-10-82 sobre Restauración
de Espacios Naturales Afectados por Actividades Extractivas.
Por otro lado, a nivel de disposición general estatal. las
actividades mineras deben ser sometidas a una evaluación del impacto ambiental, de acuerdo con la adaptación
a la legislación española de lo establecido en la Directiva
851377lCEE de 27 de junio en materia de Evaluación de
Impacto Ambiental de los Proyectos Públicos o Privados;
en la forma prevista en:
como consecuencia del proyecto.
- Efectos sobre otras actividades socio-económicas.
empresas de servicios, etc.
- Real Decreto Legislativo 130211986. de 28 de junio de
Evaluación de Impacto Ambiental, y.
- Real Decreto 113111988 de 30 de septiembre. por el
3.
LEGISLACION AMBIENTAL EN MlNERlA
Las actividades mineras están sujetas a unas normativas legales sobre la conservación del medio ambiente, algunas de las cuales se remontan a finales del siglo pasa-
que se aprueba el Reglamento para la ejecucion del
Real Decreto Legislativo 130211986. de 28 de junio.
de Evaluación de Impacto Ambientai (EIA).
El documento de sintesis elaborado a partir de la citada
EIA sigue el procedimiento que se indica en el esquema
de la Fig 5 3
><<
- IHTENCKJW DE PROYECTO
-
AOMINISTRATMI DEL
MEDIO AMBIENTE
(DGMA O AMA)
MEHORLA-RESUMEN
r-<
PERSONAS
INFORMACION PVBLICDi
>
INSTITUCIONES
ADMINISTRACIONES
ALEGACIONES Y PROPUESTAS
I
1
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I
2
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3
5
0 I
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I
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L-+
* MEM.-RESUMEN
I
I
I
I
1
I
1
-DOCUMENTO TECNlCO DEL PROY
-ElA
-RESüLTAtXJ LE I N F W PüOLI,
\
MINISTROC
u'sf
0z
-
7
-IHTEXC DE PROY.
O
CONSEJO DE
&'
4
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1
DISCREPANCIAS
a
Y
5
GOBIERNO AUTONOMO
-
PRGANO
CON
I
,COMPETENC~~
SUSTANTIVA 1
(,c~,
MINAS )
I
I
DECLARACION DE
IMPACTO AMBIENTAL
1
J
e-----
RESOLUCION DE DISCREPANCIAS
J
Figura 5.3. Procedimiento de presentación de las EIA y órganos competentes.
Por último indicar que en algunas Comunidades Autónomas, como la Generalidad de Cataluña o la Junta de
Castilla y Ledn, existen disposiciones particulares para la
minería que habrán d e tenerse e n cuenta para e(
cio d e aquellos yacimientos que se ubiquen dentro d e las
mismas.
BlBLlOGRAFlA
- AGUILO. M. et al.: -Guía para la elaboración de estudios del
-
medio físico: contenido y metodología~~.
Serie Manuales 3.
CEOTMA. MOPU, Madrid. 1982.
ARAMBURU. P. et al.: -Evaluación integrada de espacios naturales. Aplicacion a los espacios arbolados de Madridll. Monografias 6. Consejería de Agricultura y Ganadería. Comunidad de Madrid. 1982.
- ARAMBURU.
M. P. Y ESCRIBANO, R.: -Impactos ecológicos. La práctica de las estimaciones de impactos~~.
Fundacion Conde del Valle de Salazar. ETSl Montes. Madrid, 1987.
EPM: *Estudio Geoambiental para la Restauracidn del Medio
Natural. Cuenca de El Guadiato y Cuenca de Padulm IGME.
Madrid, 1987.
EPM: -Programa Nacional de Estudios GeoambientalesAplicados a la Minería. Provincia de Le6n~.IGME. Madrid, 1988.
- EPM: -Legislación Ambiental Aplicable a la Minería Nacional,
Autonomica y comunitaria^^. ITGE, 1989.
GONZALEZ ALONSO, S. el al.: -Directrices y técnicas para
la estimación de impactos>*.Cátedra de Planificación y Proyectos. ETSl Montes. Madrid, 1983.
LOPEZ JIMENO, C.: -La Minería y las Alteraciones en el Medio Ambiente... I Seminario sobre Restauración de Canteras
y Minas a Cielo Abierto. Fundación Gomez Pardo, 1988.
- RAMOS FERNANDEZ, A. et al.: -Planificación física y ecologia. Modelos y métodos. EMESA. Madrid. 1979.
-
-
-
-
Capítulo 6
CONTROL Y PREVENCION DEL POLVO
- Ley 3811972, de 22 de diciembre, de Protección del
La contaminación de la atmósfera se produce por la presencia de diversos compuestos que la impurifican. Es un
fenómeno que se presenta a escala microscópica, pero
con efectos que en muchas ocasiones son detectables a
simple vista.
La polución del aire en minería es debida a distintas sustancias que, según su estado físico, pueden clasificarse
en:
- Partículas sólidas y líquidas, y
- Gases y vapores.
Las partículas contaminantes en estado sólido, más conocidas por el nombre genérico de polvo, tienen diámetros comprendidos entre 1 y 1.000 pm. Se depositan por
acción de la gravedad, por lo cual son conocidas como
materia sedimentable, y tienen una composición química
muy variada según su procedencia. Constituyen la principal fuente de polución del aire en minería, encontrándose
su origen en la acción del viento sobre las superficies excavadas, en la manipulación de los materiales, en el tráfico de vehículos, etc.
Los gases y vapores son resultado de la detonación de
los explosivos, de las emisiones de los motores térmicos
de los equipos, de la combustión espontánea de residuos
de carbón en escombreras, etc. La intensidad de este tipo
de contaminación es menos importante que la anterior.
Los efectos del polvo son muy numerosos y variados,
en primer lugar es motivo de molestias a las personas, y
por tanto de quejas si existen núcleos urbanos próximos,
ya que da lugar a un ensuciamiento general del entorno
habitado y a una disminución de la calidad del aire respirable que puede llegar a ser causa de enfermedades. Por
otro lado, e independientemente de la toxicidad del polvo,
y del contenido en sustancias metálicas, da lugar a desgastes prematuros en los elementos móviles de equipos
industriales y también proauce eiectos datiinos sobre la
vegetación, por oclusión de los estomas de las plantas,
que disminuye la aspiración del dióxido de carbono y agua
necesitada por las mismas, y por la menor penetración de
la luz.
Los límites máximos tolerables de presencia en la atmósfera de cada contaminante, aisladamente o asociado
con otros en su caso, se recogen en la siguiente reglamentación.
Ambiente Atmosferico.
- Decreto 83311975, de 6 de febrero, por el que se desarrolla la Ley 3811972, de 22 de Diciembre, de Protección del Ambiente Atmosferico.
- Real Decreto 161311985, de 1 de agosto, por el que
se modifica parcialmente el Decreto 83311975, de 6 de
febrero, y se establecen nuevas formas de calidad del
aire en lo referente a contaminación por dióxido de
azufre y partículas.
2. FUENTES DE CONTAMINACION
ATMOSFERICA
Las fuentes emisoras de contaminantes son muy numerosas, pero de una forma genérica pueden clasificarse en:
1. Fuentes localizadas o puntuales:
Fuentes lineales (e.g. pistas de transporte con circulación de volquetes).
Fuentes móviles (e.g. tubo de escape de un tractor).
Fuentes fijas (e.g. grupo electrógeno estacionario).
2.
Fuentes fugitivas o no puntuales (e.g. superficies
de escombreras sin revegetar).
. El caso de las fuentes fugitivas es el más complejo de
los mencionados, ya que intervienen otros factores no inherentes a la propia fuente como son los meteorológicos
y topográficos, que pueden intervenir decisivamente en el
fenómeno de la difusión.
3. CONCEPTOS DE EMlSlON E lNMlSlON
El proceso de polución de la atmósfera se inicia al introducir en ellas los contaminantes y continúa con la presencia de los mismos en el medio gaseoso, siendo función de las propiedades de los compuestos y condiciones
ambientales.
La medida del nivel de contaminación debe realizarse,
pues, desde la iniciación del proceso. esto es. desde la
emisión de las sustancias. Por emisión se entiende la cantidad total de producto que se deposita en la atmósfera
desde la fuente de la que procede.
El camino que siguen los contaminantes en la atmósfera es complejo, por cuanto en su difusión intervienen las
características propias de dichas sustancias y las condiciones meteorológicas. Por esta razón, en la evaluación
de los contaminantes se habla del concepto de inmisión,
por el cual se entiende la concentración y permanencia de
las sustancias que causan la polución de la atmósfera de
forma continua o temporal, en las proximidades del suelo
y en puntos suficientemente alejados de las fuentes.
En la mayoría de los países industrializados los niveles
de inmisión y emisión se hallan regulados mediante el establecimiento de unos límites máximos.
En el caso concreto de la minería, la técnica que se utiliza para medir las emisiones de partículas sólidas es la
de los factores de emisión. Estos factores son determinados como medias estadísticas de la velocidad a la que los
contaminantes son liberados a la atmósfera como resultado de una actividad o ritmo de ejecución de la misma.
Se expresan en unidades de masa emitidas por unidad
producida, o de masa emitida por unidad de tiempo.
En la Tabla 6.1 se recogen algunos factores de emisión
de polvo fugitivo obtenidos en diversas operaciones mineras.
TABLA 6.1.
12
r
6
-
-
.
v,
O
2
m
f
0.6-
S
U
.
v,
O
(Z
0.12
-
O06
r
l-
.-
0.012
-
:7
NO.
(3006EMISICN
TOTAL
COI
C.O
Figura 6.1. Contaminantes producidos por un kg de gas-O;/
CANTIDADES ESTIMADAS DE POLVO FUGITIVO EN ALGUNAS OPERACIONES MINERAS
( E & l ~ ~ o ~ E1S
Movimiento de estéril de recubrimiento
5
Carga de volquetes con excavadora
Pistas de transporte
Descarga de volquete en vertedero
Extendido de estéril
5
4
3
1
FACTOR DE EMlSlON
0,024-0,05 kglt de est.
0,004-0,23 kglt de min.
Mayor de 0,5 kglt de min.
0,25-0,69 kglkm recorrido
0,00017-0,02 kglt de min.
Mayor de 32,4 tfha-año
Fuente: Jutze (1976).
3.1.
Factores de emisión de motores diesel
Aunque la contami'nación procedente de los equipos
móviles accionados por motores de combustión interna es
mucho menos importante que la polución del aire debida
al polvo, conviene recordar que por cada kilogramo de
gas-oil se requieren 15 kg de aire para la combustión completa y que la emisión resultante, en volumen, es aproximadamente de 13 rn3. Bajo condiciones perfectas de combustión, la emisión está compuesta volumétricamente por
un 73 % de nitrógeno, un 13 % de dióxido de carbono y
un 44 % de vapor de agua. Fig. 6.1.
Pero debido al mal funcionamiento de los motores y a
las impurezas que lleva el propio combustible, en las emisiones aparecen otros contaminantes tal como puede observarse en los factores de emisión de un volquete de 30
toneladas de capacidad con un consumo de combustible
de 0,45 !/km.
TABLA 6.11.
FACTORES DE EMlSlON PARA UN
VOLQUETE DE 30 t
CONTAMINANTE
Partículas
Oxidos de azufre (SO, como SO,)
Moncxido de carbono
Hidrocarbonos
Oxidos de nitrógeno (NO, como NO,)
Aldehidos (como HCHO)
Acidos orgánicos
Fuente USEPA. 1973.
a
EMlSlON
(gkm)
0,75
1,50
12,75
2,13
21,25
0,19
0,19
.....
.
. -
Para el control de las emisiones de los motores diesel
se han desarrollado numerosos sistemas entre los que
cabe citar los depuradores catalíticos o por barboteo en
agua, filtros, etcétera.
Contenido de limo del material (%).
= Número de días secos por ario.
S
=
d
F
=
Porcentaje de tiempo que el viento supera las
12 mph.
= Duración del apilado del material (dias).
D
3.2.
Factores de emisión en operaciones mineras
En la Tabla 6.1 se han indicado algunos factores de emisión característicos de diversas operaciones que se realizan en minas a cielo abierto. Obviamente, tales cifras pueden variar en condiciones distintas a las que corresponden a dichas medidas. Por ello, se han intentado determinar de forma más científica estos factores de emisión a través de las relaciones de diversas variables que quedan
expresadas como ecuaciones empíricas. De recientes estudios llevados a cabo en Estados Unidos se resumen a
continuación algunas de, estas ecuaciones.
PISTAS SIN PAVIMENTAR (Cowherd, 1982)
e~
e~
S
S
W
w
d
= 5,9 ( ~ 12)(S/30)(W/3)0~7(w/4)0.5(d1365).
1
= Emisiones en pistas sin pavimentar, expresadas
en libras de partículas sólidaslmi!la (Partículas
menores de 30!i con una densidad de 2.5
g/cm3).
= Contenido de limo del material de la superficie
de rodadura (%).
= Velocidad media del volquete (rnillaslh).
= Peso medio del volquete.
= Número de neumáticos.
= Número de días secos por año.
OPERACIONES DE CARGA DISCONTINUAS
(Cowherd; Bohn y Cuscino, 1978)
e
,
,e
= 0,001 8 [(s15)(V15)(h15)~(M12)2~0(Y16)0~33.
= Emisiones de partículas expresadas en Ibltone-
V
= Velocidad media del viento a unos 4 m del sue-
h
M
Y
=
=
=
=
lada de material cargado.
S
lo (millaslh).
Altura de descarga (pies).
Contenido de humedad del material (%).
Capacidad de carga del equipo (yd3).
Contenido de limo del material de superficie (%).
SUPERFICIES EXPUESTAS A LA EROSION DEL
VIENTO
ees
e,
e
S
f
P-E
= 3400 [(eI50)(c/l 5)(f/25)Y(P-E/50)2.
= lb de partículaslacre-ario de terreno expuesto.
= Indices de erosión superficial (tonslacrelaño).
= Contenido de limo del material superficial (%).
= Porcentaje de tiempo que el viento supera las
12 mph, a una altura de 1 pie del suelo.
= lndice de Evaporación y Precipitación de
Thornthwaite, suma de los ratios de los 12
meses.
E! hecho de que el polvo sea desplazado y dirigido por
el viento hace que su difusión dependa de un gran número de parámetros, difíciles de valorar muchos de ellos:
- Estado del suelo y tipo de vehículo en la superficie y/o
equipo generador del polvo.
- Estación del año y hora del día.
- Velocidad y dirección del viento.
- Turbulencia del aire.
- Humedad y temperatura del suelo.
- Relación que se establece entre la dirección del viento y los efectos de la lluvia caída en los dias inmediatamente precedentes.
- Rugosidad del terreno, existencia.de taludes de excavación y terraplenes naturales o artificiales.
- Vegetación.
- Otros obstáculos en general.
Es, pues, evidente que no se trata de un fenómeno constante ni regular, sino que está sometido a momentos de
máxima concentración distribuidos en intervalos irregulares en los cuales las molestias pueden llegar a ser muy
importantes.
OPERACIONES DE CARGA CONTINUAS (Cowherd,
Bohn y Cuscino, 1979)
,e
e
,
S
V
h
M
4.
= 0,0018 [(d5)(V15)(N1O)y[(M/2)2.0].
= Emisiones de partículas expresadas en Ibltonelada de material cargado.
= Contenido de limo del material (%).
= Velocidad media del viento a unos 4 m del sue!o (millasih).
= Altura de descarga (pies).
= Contenido de humedad del material (%).
POR LA ACCION EROSIVA DEL VIENTO EN
MATERIALES APllADOS (Cowherd, Bohn y Cuscino,
1978)
eea
eea
= 0-05 (~/1,5)(d/235)(F/15)(0190).
= 1 bltonelada de mater~ala la acción
del viento
EVALUACION DEL NIVEL DE
CONTAMINACION
La contaminación del aire puede tener lugar en dos ámbitos distintos: en atmósfera libre y en atmósfera de interiores. El estudio de.esta última situación se realiza.mas.
bajo la óptica de un problema de higiene laboral que medio ambiental, por lo cual en este manual se tratará exclusivamente el primer caso. No obstante, existe una estrecha relación entre las dos problemáticas citadas.
En las explotaciones a cielo abierto el número de contaminantes puede ser variado, según el tipo de fuente y
la clase de compuesto que cada una de ellas emite. Sin
embargo, en la práctica tan solo unos pocos de ellos tienen importancia real, salvo situaciones muy especiales.
.
. ..
., .,..,
Para la caracterización y cuantificación de los niveles
de contaminación producidos por el polvo se utilizan dos
tipos de equipos, segun que las partículas sean sedimentables o estén en suspensión. En los primeros, la toma de
muestras se efectua aprovechando su característica principal, es decir, su deposición por efecto de la gravedad, y
consisten en una serie de colectores cilindricos con un
área perfectamente definida y un receptáculo donde se
guarda la muestra. Fig. 6.2. En los segundos, se absorbe
un cierto volumen de aire a través de un filtro donde la materia en estudio queda retenida formando una mancha característica. Estos Últimos aparatos son los más completos ya que puede llegarse a una cuantificación, mientras
que los del primer grupo son más bien calificadores.
Otros sistemas empleados son:
'
m
.
'y
LNWWIL
Figura 6.3. Medidores direccionales de polvo.
Figura 6.2. Colector de materia sedimentable.
- Medidores direccionales. Consisten en unas ca-
bezas colectoras de plástico que se adaptan a un pie
formando ángulos de 90" entre si y disponen de unas
aberturas para el aire y un depósito inferior donde se
recoge el polvo por gravedad. Fig. 6.3. Situando estos
aparatos en distintos puntos de la explotación, antes
de que se comience y durante la vida de la misma, es
posible conocer el nivel aproximado de polvo existente en la atmósfera y la dirección predominante del
viento en la que se desplaza.
El espacio temporal de medida es normalmente cada
10 ó 30 dias, al cabo de los cuales se procede a la recogida de muestras y pesada de las mismas. Con la
materia recogida se realizan, en ocasiones. las siguientes determinaciones: pH en agua. materia orga-
nica insoluble, materia inorgánica insoluble, materia insoluble total, materia soluble, materia sedimentable total, elementos o compuestos de interés como calcio.
sodio, magnesio, sulfatos, nitratos, metales pesados.
etc.
Este sistema es el más utilizado actualmente en Gran
Bretaña en minas de carbón a cielo abierto.
- Perfiles de exposición. Consiste en la medida directa
de la emisión fugitiva eri una sección tranversal por
medio de un desmuestre múltiple. Permiten además
medir la dirección y velocidad del viento para ajustar
el perfil de exposición a las condiciones de desmuestre. Fig. 6.4.
- Sistema de muestreo por globos. Es un sistema de
muestreo tridimensional de polvo fugitivo desarrollado
para minas a cielo abierto. Consiste en globos aerostáticos íijados por cuerdas en las que a distintas alturas, 0 5 , !O. 20 y 75 m, se sitúan desmliestradores o
recipientes colectores. Este método se recomienda
cuando se ha demostrado que las medidas efectuadas al nivel del suelo son inadecuadas. Fig. 6.5.
- Sistemas fotográficos. Mediante fotografías y películas
puede estudiarse la efectividad de un método de control de polvo, observando por ejemplo la diferencia en
la densidad óptica del polvo levantado por un volquete antes y después de aplicar dicho método.
y debe plantearse, durante la etapa de planificación,el estudio del lugar más adecuado de ubicación de las plantas
de tratamiento y parque de almacenamiento de minerales, con el fin de minimizar las emisiones de polvo procedentes de estas instalaciones. Deberá pues tenerse en
cuenta las velocidades de los vientos y direcciones predominantes de éstos, disponibles en las estaciones meteorológicas cercanas, así como las posiciones relativas
de las distintas áreas habitadas.
DlRECClON DE LOS VIENTOS
T I N A N T E S
'L\,
I
;
/
Figura 6.4. Perfil de exposicrón (Cowherd, 1979).
NUCLEO DE
POBLACION
/'
Figura 6.6. Ubicación adecuada de las instalaciones de tralamiento
atendiendo a la d~recciónde los vientos dominantes.
Desde el punto de vista de medidas de control y prevención del polvo en las diferentes operaciones mineras
caben citar las siguientes:
y\-,-.
-.
,
PISTA DE
TRANSPORTE
--
1
---.-
--
PARTICULAS
Figura 6.5. Sistema de muectrco po, globos (Armslrong, Russell and Drehrnel. 198G).
5. PREVENCION DEL POLVO Y METODOS DE
CONTROL
A pesar de que los depósitos de minerales no pueden
cambiar de localización con respecto a los núcleos urbanos que puedan existir en las proximidades, si es posible
1. Perforación de barrenos.
Los modernos equipos
de perforación montan captadores de polvo que están constituidos básicamente por una campana de aspiración, una manguera flexible, un ciclón para separar las partículas gruesas y un filtro para las más finas, así como un ventilador para crear la depresión o
vacío del conjunto. Fig. 6.7.
El polvo puede recogerse en bolsas o depositarse directamente sobre la superficie del banco en peque60s montones. En el primer caso las muestras pueden aprovecharse para el control de leyes del mineral.
Además de eliminar con estos equipos las partículas
más peligrosas para los operadores, con una granulometría inferior a las 5 micras, se consiguen menores costes de mantenimiento y de perforación, velocidades de penetración mas altas y mejores condiciones de trabajo.
Si las formaciones rocosas a atravesar presentan
agua se emplea la inyección de espumantes o agua
más espumante que facilitan la eliminación del polvo.
2. Voladura. En esta operación se producen dos tipos
de contaminación: una debida a los gases de reacción de los constiiuyentes quimicos de los explosivos,
que es inevitable y relativamente poco importante en
atmósferas abiertas, y otra la producida por el polvo
que se lanza al aire al proyectarse y desplazar la roca.
Esta ultima podria aminorarse mediante la retirada de
la superficie de todo el detritus de la perforación y utilizando para el retacado material granular de préstamo, tacos de arcilla o tacos hidraulicos, si se tratara
de barrenos especiales
Figura 6.7. Captadores de polvo en equipos de perforación.
3. Excavación y carga.
En estas operaciones se efectúa el arranque mecánico y la carga del estéril y del
mineral, que va acompañada de una producción de finos que se pone de manifiesto durante el vertido del
material sobre las unidades de transporte. Para evitar
el polvo se recurre a un riego frecuente de las superficies de los montones de roca en los tajos, pero teniendo especial cuidado en no afectar negativamente
a las operaciones de cribado y conminución, sobre
todo de aquellos materiales que contienen arcilla.
a) Riego con agua. Es un método bastante económico y efectivo. La eficacia de control se cuantifica en el 84 % y 56 % para las partículas totales e inhalables respectivamente. El principal inconveniente es la frecuencia de aplicación, sobre
todo en regiones áridas y en épocas de estío. El
coste depende del equipo utilizado, que puede
ser una simple cisterna remolcada con riego por
gravedad o un vehículo especial adaptado con
4. Transporte. Es la principal fuente 'de polvo fugitivo
que se produce por la circulación de los volquetes a
través de las pistas y rampas de la mina. El peso de
los vehiculos hace que se trituren los materiales
de construcción de la capa de rociadura de las pistas
dando lugar a finos, y los propios neumáticos transportan también pequeñas cantidades de barro que se
van depositando a lo largo del trayecto y que, tras su
secado, se desintegra generando polvo con el movimiento del aire.
Los métodos de control más utilizados son 10s siguientes:
Foto 6.1.
Vehícufo especial de riego.
bombas y aspersores, y de los volúmenes de
agua necesarios.
b) Estabilizantes químicos. Los tres tipos de sustancias químicas empleadas son: agentes humidificadores, sales higroscópicas y agentes creadores de costra superficial. Cada uno de estos
productos actúa en el control del polvo según
principios diferentes.
Los agentes humidificadores operan reduciendo
la tensión superficialdel agua, consiguiedo humedecer el polvo más fino, que es el de más difícil
control.
Las sales higroscópicas atraen el vapor del agua
de la atmósfera, retrasan la evaporación de sus
soluciones con el agua y elevan la humedad de
la capa superficial'de las pistas. Además, el aumento de humedad incrementa la cohesión y
compactación de los materiales de las pistas, resultando una reducción importante del polvo.
Las sales que más se utilizan son el cloruro sódico y el cloruro cálcico. Este último, se aplica
bien en estado sólido en forma de laminitas o en
forma de solución concentrada. Cuando el producto se esparce tal cual, se utilizan diversos procedimientos mecánicos, tales como las esparcidoras de arena y las máquinas agrícolas de esparcir granos, previamente se recomienda hurnedecer los suelos mediante riego con agua. Si lo
que se emplea es una salmuera se distribuirá el
producto mediante una cisterna móvil, provista de
un dispositivo de aspersión.
En las Tablas 6.111 y 6.IV se recogen las proporciones recomendadas de empleo del cloruro cálcico, en función de la naturaleza del terreno a tratar, la primera en estado sólido y la segunda en
forma de solución concentrada.
TABLA 6.IV
NATURALEZA DE LA
SUPERFICIE
POLVORIENTA
PROPORCIONESDE
SOLUCION AL 30 %
Grava compactada, macadam, tierra apisonada.
1
Terreno arenoso, aglornerado de escoria.
1,5 Vm2
,
l/m2
Terreno limoso o arcilloso. 2 esparcidos de 0,75 l/m2
con varias semanas de
intervalo.
I
1
I
I
Fuenle: SOLVAY.
La solución concentrada se prepara normalmente para alcanzar el 30 % de cloruro cálcico anhidro. Para ello se disuelven 50 Kg de laminitas en
80 1 de agua. Los 100 litros de solución obtenidos se esparcen sobre la superficie a tratar. Si el
suelo está muy seco, o si es un terreno ya acondicionado, se diluye la salmuera al 30 % en dos
o tres veces su volumen de agua y se esparce
un volumen de solución doble o triple al anterior
.
por metro cuadrado.
Los agentes creadores de costra superficial pueden estar constituidos por lignosulfonatos,resinas
sintéticas, compuestos vinilicos,' polimeros sintéticos, etc. Se sueien aplicar en húmedo y tras su
secado se consigue la formación de una costra
que permite un buen control del polvo con una eficiencia próxima al cien por cien.
En la Tabla 6.V se indican algunos costes orientativos de aplicación de estas sustancias.
TABLA 6.111
NATURALEZA DE LA
SUPERFICIE
POLVORIENTA
Terrenos estabilizados.
Terrenos estables,
como macadam, tierra
apisonada, dolomiticos,
. etc.
Terrenos enarenados
para campos de educación fisica.
-
arenosos, aglomerados de escoria.
etc.
PROPORCIONES
POR ESPARCIDO
PROPORCIONES
POR ANO
MATERIAL
.
400 glm2
800 glm2
Compuestos de estirenolbutadieno.
Compuestos acrilicos.
Compuestos vinilicos.
Polímeros sintéticos.
Lignosulfonatos.
COSTE
(PTA11.O00 m2)
3.000-6.500
6.500-21.O00
1.500-6.500
19.000-55.000
3.000-6.500
Fuente: hqartin. erookman y Hirsch.
l ertenos
600 g/m2
Terrenos limosos y arci- 2 esparcidos de
llosos.
300 g/m2 con
varias semanas
de intervalo.
Fuente: SOLVAY
TABLA 6.V. COSTES DE EMPLEO DE
ESTABILIZANTES QUlMlCOS
1.200 g/m2
600 g!m2
Por ultiino, indicar que en algunas explotaciones
se utilizan esporádicamente aceites usados de la
maquinaria para eliminar el polvo de las pistas.
La frecuencia de aplicación es escasa, con el fin
de evitar el riesgo de accidentes al patinar los vehículos de transporte.
c) Laminas filtrantes sintéticas. Estas láminas.
tambien llamadas geotextiles, se utilizan en la es-
6.
tabilización de suelos, drenaje, control de la erosión, etc. Ensayos realizados extendiendo estas
láminas sobre las pistas y cubriéndolas con material granular grueso han demostrado que además de conseguirse un diseno Óptimo y mantenimiento reducido se disminuye la cantidad total
de particulas suspendidas en un 58 % y de partículas inhaladas en casi un 46 %, dependiendo
tales porcentajes de la naturaleza del material de
subbase y capa de rodadura.
Puntos de transferencia y I n a n i p ~ l a ~ i Óde
n minerales. Los sistemas empleados son: barrera mecánicalfísica o presión negativa de cierre, inyectores de
agua con o sin espuma, captadores de polvo, ciclones, filtros y precipitaciones electrostáticos.
7. Escombreras y taludes de roca expuestos a la ac-
ción del viento. La existencia de superficies desnudas, tanto en las escombreras como en los frentes de
trabajo, sobre las cuales incide el viento, constituyen
Figura 6.8. Conslruccion de una pista de transporte con lámina iilfranle
Finalmente, los camiones no extraviarios que transportan el mineral o el concentrado deben someterse
a una limpieza antes de su entrada en las carreteras
de uso público. Las estaciones de lavado y tramos de
limpieza especiales, que dispondran de aspersores laterales de agua a presión, Fig. 6.9, se ubicarán en las
proximidades a los puntos de acceso de la red viaria.
Como resumen, en la tabla 6.W. se indican las eficiencia~
de control y los costes de aplicación de distintas
sustancias empleadas en la lucha contra el polvo.
TABLA 6.VI.
COSTES Y EFICIENCIAS DE CONTROL
PARA PISTAS SIN PAVIMENTAR
METODO
- - VIA PUBLICA
-.
COSTE
EFICIENCIA
EFECTIVO
DE CONTROL
ESPERADA (%) (PTAlKm/año/%)
-
-
'..."_
Aceites
Agua
CI,Ca
1 Coherex @
L
.
50-98
40-84
28.000-230.000
38.000-130.000
60
I
90-96
I
39.000
20.000-40.000
-
~
1
PLANTA
-
PERFIL ANGULAR
Fuente: Levene y Drehmel.
5. Almacenamiento de minerales.
Existen tres métodos utilizados en el control del polvo fugitivo procedente de las pilas o stocks de mineral: cubrición de
los parques, barreras verticales contra el viento y empleo de agentes químicos que forman costras suoerficiales. E¡ más costoso de' todos es el primero, por
cuanto supone inversiones iniciales de capital muy
elevadas.
a
~
SECClON
Fig. 6.9.
TRANSVERSAL E
DE m
0
Tramos de limpieza y rejilla de lavado
una fuente de formación de polvo muy importante a
la que debe prestarse una especial atención.
Los vientos se clasifican por la velocidad, la dirección
y la turbulencia. La velocidad de los vientos decrece
sustancialmente conforme disminuye la distancia al
suelo debido a la fricción, pero aumenta la turbulencia cuando las velocidades son superiores a los 3 Ó
5 km/h.
La erosión eólica es un fenómeno superficial que depende básicamente de la velocidad y turbulencia del
viento, y puede tener lugar por tres tipos de movimientos de las particulas: saltación, deslizamiento superficial y suspensión. Cualquiera de esos movimientos se
ve agravado por los climas secos, ausencia de vegetación, tráfico de vehículos, etc.
SALTACION
4.
Eflación: Remoción de las partículas finas susceptibles de ser transportadas en suspensión, dejando los granos más gruesos en el terreno.
5.
Abrasión: Destrucción de las partículas bajo el impacto de otras particulas que se mueven .por
saltación.
El mismo autor citado clasifica los suelos minerales en
cuatro tipos básicos, según el tamaño de las partículas,
con respecto a su respuesta a la acción del viento. Las
cuatro fracciones consideradas son las indicadas en la
Tabla 6.Vlll.
DESLIZAMIENTO SUPERFICIAL
SUSPENSION
Figura 6.10. Tipos de movimientos de las partículas de un suelo.
La velocidad mínima requerida para el movimiento de
las particulas por la acción del viento varía con el tamano de estas. Así, por ejemplo, para granulometrías
entre 0,l y 0.15 mm los umbrales de velocidad están
entre 13 y 14,5 kmlh, a una distancia del suelo de
15 cm.
Un hecho curioso es que para tamaños inferiores o superiores a los indicados los umbrales de velocidad aumentan, encontrándose entre los 20 y los 50 kmlh a
una distancia de 30 cm de la superficie.
La erosión eólica se produce, de acuerdo con Chepil,
por los siguientes mecanismos:
1.
2.
TABLA 6.Vll
FRACCION
DIAMETRO DE
LAS PARTICULAS
(mml
B
< 0,42
0.42-0,84
C
0,84-6,4
D
> 6.4
A
SUSCEPTIBILIDAD
AL VIENTO
Altamente erosionable.
Dificilmente erosionable.
No erosionable normalmente.
No erosionable.
Detrusión: Dislocamiento de las particulas de roca
proyectadas desde la superficie y causada por la
accion del viento y por el bombardeo de las partículas erosivas impulsadas por el viento.
Los métodos de control de polvo ante estas situaciones
son:
Efluxión: Remoción de las particulas con diametros entre 0,05 y 0,5 mm causada principalmente
por saltación.
- Implantación de la vegetación.
- Empleo de estabilizadores.
3. Extrusión: Empuje activo de las partículas de suelo que son demasiado gruesas para ser removidas por saltación.
- Instalación de pantallas contravientos.
El primer método tiene una efectividad reducida debido
a que el efecto posee un caracter local y las superficies
son en ocasiones irregulares y muy extensas
En la Fig. 6.1 1 se representa una pantalla vegetal de
una altura dada y los porcentajes de reducción de la velocidad del viento en diferentes zonas de influencia de la
misma.
DlRECClON DEL VIENTO
REOUCCION DE L A VELOCIDAD
DEL VIENTO
Foto 6.3. Aplicación de estabilizantes quimicos sobre la plalaforma de una presa de residuos.
rl
gar a conseguir en el tiempo estados definitivos lo antes
posible.
Por último, en las plataformas y taludes de las escombreras y presas de residuos y huecos excavados en materiales sueltos puede recurrirse al riego con estabilizantes quimicos como los citados anteriormente.
NOTA: H ES L A
-
ALTURA
DE
LA
PANTALLA
Figura 6.1 1. Modificación de la velocidad del viento debido a
una pantalla vegetal.
RESUMEN DE RECOMENDACIONES
6.
Para concluir este capitulo, 'se enumeran seguidamente las principales recomendaciones para minimizar la contaminación del aire:
1.
Riego periódico de las pistas y accesos de las
minas.
2.
Estabilización química de los materiales de construcción de las pistas.
3.
Foto 6.2. !nslalacion de una pantalla codavientos
Pavimentación de los accesos permanentes a las
explotaciones.
4. Retirada de las pistas del material formado por acumulación del polvo.
5. Reducción de la velocidad de circulación de vehículos.
6 Hevegetación de áreas adyacentes a las pistas de
transporte.
7. Limitación de los cruces de pistas.
El establecimiento de la vegetación es la solución ideal,
pues reporta numerosas ventajas. Pero esto es en ocasiones inviable debido a que no se han alcanzado las situaciones finales previstas. No obstante, el correcto diseño y planificación de las operaciones puede permitir Ile-
Control del polvo procedente de la carga de los
voiquetes.
9. Reducción de las áreas de excavación expuestas a
la acción del viento.
10. Rápida revegetacion de las terrenos restiiuidos
8.
t
j
l. Mejora de los métodos de manipulación de los
materiales.
2. Empleo de pantallas, vegetales o de otro tipo, frente
al viento.
3. Control del polvo durante la perforación por medio
de captadores.
4. Reduccion del numero de tajos con voladuras.
5. Sustitución de los volquetes por cintas transportadoras.
6. Disminución de la producción durante los vendavales.
7. Extinción de los puntos de combustión espontánea
del carbón.
8. Reduccion del tiempo entre las fases de explotación
y restauración, y
9. Control del polvo durante el transporte del mineral
desde la planta de tratamiento.
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- WITCO.: ..The Coherex Dust Control Manualal.
-
-
Capítulo 7
CONTROL Y PREVENCION DEL RUIDO
2.1.
La minería, al igual que otros sectores de la industria,
ha sido objeto de una creciente mecanización que ha permitido el aprovechamiento de depósitos minerales de escasa rentabilidad económica hasta épocas recientes. Las
ventajas derivadas de tal progreso han sido, básicamente, un aumento de la productividad, una reducción de los
costes y una disminución de la fatiga de los operadores.
Pero, por el contrario, han surgido algunos inconvenientes entre los que destaca el incremento del ruido en las
propias explotaciones y su entorno.
De todos es conocido que los ruidos de alta intensidad
pueden llegar a provocar sobre las personas un estado de
agotamiento, fatiga nerviosa, disminución de rendimiento
y perdida de audición. También, los midos de menor intensidad pueden perturbar a los habitantes de áreas próximas a las explotaciones, lo que cada día es más frecuente, llegando a ser causa de quejas y reclamaciones que
pueden derivar en un estado de conflicto permanente.
En este capítulo, tras repasar algunos conceptos basicos, se analizan brevemente las causas y los niveles de
ruido en las instalaciones de tratamiento y equipos móviles, los sistemas de control y prevención, los métodos de
medida y los niveles de ruido aceptables. Se ha excluido
el ruido producido en las voladuras, ya que es objeto de
tratamiento en el Capitulo 9.
2. CARACTERlSTlCAS DEL RUIDO
El sonido se produce cuando cualquier superficie s61ida vibra e imprime a las partículas del medio que la rodea
unos desplazamientos que dan lugar a unas ondas de
presión.
El sonido es un tipo de energia que se propaga en el
aire como ondas elásticas en todas las direcciones y a
una velocidad constante que depende de la temperatura
del medio:
En aquellos casos en los que se interpongan obstáculos en su propagación, se producirá el fenómeno de difracción cuando la longitud de onda sea menor que las dimensiones del mismo.
Ruido
Se define como ruido todo sonido indeseable percibido
por el receptor. En un sentido amplio, puede considerarse
como ruido cualquier sonido que interfiere en alguna actividad humana. Para que las ondas sonoras puedan detectarse por el oido la frecuencia de estas debe estar comprendida entre 20 Hz y 20.000 Hz.
La relación que existe entre la frecuencia y la velocidad
de propagación de las ondas sonoras es:
donde:
h = Longitud de onda o espacio recorrido por la misma en
un ciclo completo.
Las ondas sonoras que componen el ruido varían en frecuencia e intensidad.
Tono
2.2.
Esta característica determina la altura del ruido y queda definida por la frecuencia fundamental, que es la frecuencia de la onda senoidai, componente de una onda
acústica completa, cuya presión acústica o intensidad,
frente a las restantes ondas componentes, es máxima,
Dado que el ruido es una mezcla compleja de diferentes frecuencias, es necesario conocer su espectro de frecuencias, que consiste en la representación de la distridB
NIVEL M PRESON ACUSTICA
FRECUENCIA Hz
Figura 7 1
Espectro de lrecuenc~asde un rudo
bución de energía de un ruido en función de sus frecuencias componentes. Este estudio puede hacerse en bandas de octava o en bandas de tercios de octava.
Se entiende por bandas de octava la gama de frecueny entre
cias com rendidas entre una dada -fp> y otra **2f~*
y
f en el caso de bandas de tercios de octava.
De acuerdo con la norma UNE, las bandas respectivas
entre 100 y 5.000 Hz son:
-
q.f-
BO
(125,250,500,1.000,2.000,4.000Hz).
BTO (100,126,160,... 3.150,4.000.5.000 Hz).
El oido humano es más sensible a las frecuencias altas
que a las bajas, aunque para ambas se tenga el mismo
nivel de presión sonora.
2.3.
gel,^ es distinta y diferente de cero, luego los estímulos
están siempre relacionados con la WI,,en un punto y momento determinado y la <do*del umbral de audición. El valor que se acepta para ese umbral de sensibilidad del oído
humano medio es de 10-l2W/m2 para una frecuencia de
100 Hz.
La unidad fundamental de una escala logarítmica que
mide la relación entre dos medidas es el <(Belio,>,siendo
empleado comúnmente el submúltiplo <(Decibelio,, (da),
1 dB =
I
Belios. Así, la expresión del nivel de intensi1o
dad acústica adopta la forma:
Si se empleara el nivel de potencia acústica la expresión anterior se transformaría en:
Sonoridad
Es una característica subjetiva de sonido que representa la sensación sonora producida por el mismo en la persona receptora. Depende fundamentalmente de la intensidad y frecuencia del sonido.
En la medida de la sonoridad intervienen los siguientes
factores:
y para el nivel de presión sonora:
- Potencia de la fuente (W). Es la energía emitida en
la unidad de tiempo por una fuente determinada.
- Intensidad acústica (1). Es la energía que atraviesa. en la unidad de tiempo, la superficie de una esfera
de radio la distancia *~rp~,
desde el foco al punto en el
que se efectúa la medición.
donde la presión sonora de referencia s(Po,, vale 2 Nw/m2. La Fig. 7.3 recoge los niveles de intensidad de diferentes fuentes de sonido y los efectos que producen.
Factor de intensidad
de sonodo
Nivcl de
son8do. dB
Crnra
IWOWooo woo w
~ > n v d i c i a il 0 o o o o 0 0 w o w
140
130
1OM1000 O00 000
'20
Furn~ed d sonido
-
~ O I O Ia
rcacuon 125 m *
pislola remachd~loia
--------------__----------, UMBRAL DEL DOLOR---
1
l:z:
10 O00 000
zona segura
-------------,-----o------
100 O00
10 do0
1O00
100
avton dc hrlici-
150 m ,
1
calle muy liansildda
coch@l ~ a ~ ~ ~ c ~ ~ l a f
EOn~elSac10~1
normal 1: m
convcrsic~rinbala 11 in,
mtssica stiave
riisurro ( 1 m i
uiodad tranquila
riitdo dc holas
UMBRAL DE AUDICION-
'
$2
Figura 7.3. Niveles de intensidad de distintas fuentes de sonido.
Figura 7.2. Propagacibn del sonido. Ley del inverso del cuadrado.
- Nivel de referencia y unidades. Según las Leyes
de Weber-Fecner, cuando al oído se le somete a estimulos qtie varían en forma de progresión geométrica, las sensaciones que dicho oído experimenta crecen en forma de progresión aritmética. La relación entre dichas progresiones es logarítmica, es decir, las
sensaciones o niveles de intensidad acústica son el logaritmo de los estimulos:
1
L, = Log 10
Ya se ha indicado que la sensibilidad auditiva varia con
la frecuencia. El oido filtra de una forma determinada las
frecuencias complejas de un ruido. Por ello, para comparar mejor el ruido que se quiere medir con la sensación sonora que se percibe, es necesario simular en los apara!os
de medida el tipo de filtro que tiene el oido, mediante las
llamadas redes ecualizadores o escalas de compensación. Normalmente, se utilizan tres tipos de escalas (A, 6
y C) cuyos valores de compensación pueden observarse
en la Fig. 7.4.
- La escala ..A>$ corrige las frecuencias altas y bajas.
- La escala -B.> modifica las frecuencias muy bajas, y
- La escala <lC>,corresponde a una respuesta lineal
2.5. Atenuación del sonido con la distancia
1%
La atenuación del sonido por la difusión y absorción molecular en el aire, en un campo abierto, queda reflejada
en función de la distancia en la Fig. 7.6.
Figura 7.4. Escalas de compensación.
Se recomienda generalmente la escala de compensaón <<A,,,ya que ha mostrado mejor correlación con las
?nsacionessubjetivas generadas por ruido ambiental en
.eas industriales y de trafico. Si se utiliza la escala de
~mpensación<<A*),la escala de dB se transforma en
B (A).
.4.
Adición de niveles sonoros
Cuando existen varias fuentes de sonido, el nivel de
resibn, potencia o intensidad acústica resultante no puee calcularse recurriendo a la simple fórmula aritmética de
)S niveles respectivos. Para ello, se deben emplear exresiones semejantes a la siguiente:
+
antiiog
-+ ...
1o
'Q
]
Si en vez de una fuente sonora hay dos iguales, el niel de intensidad acústica aumenta 3dB, que es un increiento que resulta inapreciable para el oído. En el caso
e tres fuentes sonoras iguales el nivel aumentará 4,77
B, que ya es perceptible para el oído humano. Un increlento de 10 dB es juzgado por el oído como el doble de
ensación sonora.
Figura 7.5.
Suma de nive/es sonoros.
De la misma manera cuando las fuentes sonoras presentan diferentes niveles, puede utilizarse el ábaco de
la Fig. 7.5 para calcular el nivel resultante. Si, por ejemplo, dos fuentes generan ruidos de 81 y 85 dB, como la
d i f e r e n c i a es de 8 5 - 81 = 4dB e l r e s u l t a d o
es 85 i- 1.5 = 86,5dB.
Figura 7.6. Reducción del nivel sonoro con la distancia.
Curva superior sin reflexión en el suelo.
Curva inferior con reflexión en el suelo.
Si se duplica la distancia, se reduce el nivel sonoro en
6 dB, y si se dobla la masa unitaria de un aislamiento, el
nivel sonoro se reduce en 6 dB.
2.6.
Tipos de ruídos
Las sensaciones de las personas frente a los ruidos dependen en gran medida de la tipologia de éstos. En general, pueden clasificarse en ruidos continuos y ruidos intermitentes. Los primeros, que son constantes en el tiempo o presentan pequenas variaciones, pueden definirse
por el Nivel de Intensidad Acústica. Sin ambargo, una característica fundamental del ruido generado por los equipos mineros móviles es su variación continua con el tiempo. Dichas variaciones pueden alcanzar con facilidad 20
6 30 dB (A) en unos pocos segundos, lo que dificulta la
descripción del ruido con un simple valor, ya que sólo seria representativo del nivel en un instante.
En los ruidos intermitentes, es necesario incorporar el
parámetro tiempo a lo largo del cual es representativo el
nivel. Se in!roducen entonces los Niveles Sonorcs Estadisticos, superados durante distintos porcentajes--detiempo.
Todas esas variaciones y los distintos niveles que los idectifican, pueden reducirse a un solo valor mediante el concepto de Nivel Continuo Equivalente c.Leq~>,
que representa el nivel de un hipotético ruido continuo que. duran!e el
mismo tiempo. tiene la misma energía sonora que el nivel
intermitente o variable que se quiere medir.
donde.
T
t,
Los equipos móviles en minería son los propios de las
operaciones básicas, perforación, voladura, carga, transporte y servicios. Existe una gran variedad de modelos y
marcas de equipos en la industria minera. En la Fig. 7.7
se recogen los niveles de ruido, medidos en el puesto del
operador, de las unidades más empleadas en la'minería
americana del carbón, según un estudio realizado por el
U.S Bureau of Mines en 1979.
En lo referente a las causas del ruido en la maquinaria
móvil más utilizada en minería, se han detectado seis
como principales:
= Tiempo total de la medida.
= Tiempo de observación durante el cual el nivel so-
noro ~ ~noLvaría
, ~en ~t 2 db(A).
3. CAUSAS Y NIVELES DE RUIDOS EN
EXPLOTACIONES MINERAS
-
sistema de refrigeración.
Funcionamiento de la transmisión.
Funcionamiento del sistema hidráulico, y
Movimiento de las orugas o roce de los neumáticos
con el suelo, según el tipo de máquina.
No en todos los equipos estas fuentes de ruido tienen,
lógicamente, la misma importancia.
NIVELES MEDIOS DE RUIDO EN INSTALACIONES DE PLANTAS FIJAS
NIVEL
DE RUIDO
EQUIPO
PUNTO
DE
MEDIDA
(de(A))
Trituradora de mandíbulas.
Cono triturador.
Molino de bolas.
90-1O0
92-98
Hasta 100
Cintas transportadoras.
82-113
Bombas.
89-100
NIVEL
DE RUIDO
EQUIPO
PUNTO
DE
MEDIDA
(dB(A))
63-91 .
Celdas de flotación.
Posición del
operador.
Posición del
operador.
Posición del
operador.
Posición del
operador.
Posición del
operador.
Hasta 100
Ventiladores eléctricos.
Martillos de aire compri104-112
mido.
Sala de compresores
52
(85 m3/min).
Concentrador (7.000
tídía).
l
LEYENDA
--
Posición del
operador.
A 5 m.
Posición del
operador.
A 300 m.
A 100m.
I0
PUERTAS y/o VE=
MEML MAS
MEBC VSNOS
JESVIACION S?AtDeiRD
1
D E S V I A C W STANDARD
1
MED*
0
IBBIERTIlS O SIN MONTAR
FABRICANTES
ALC
BAT
BUC
CAT
CHP
CGP
CLK
DRT
DVY
DLT
EUC
F IA
GRD
Altis-Chalmers
Bates
Bucyrus-Erie'
-.
Caterpillar
Champion
Chicago Pneurnatic
Clark
D3rt
Davey
Drilltecli
Eiiclid
Fiat-Allis
Gardner.Denver
GTS
Gates
GMC General hlotors
HGH . Hough .
IHV
1nterna:ional
JOY
Joy
KOM
KRS
LMA
LOR
LTN
MCK
MTC
MRN
Komatsu
Kress
Lima
Lorain
LeTourneau
Mack
Manitowoc
Marion
Figura 7 7
1,
I
- Funcionamiento del motor.
- Salida de los gases de escape.
- Funcionamiento del ventilador del
Las dos categorías principales de fuentes de ruido en
minería son las plantas de tratamiento y los equipos
móviles.
Las plantas fijas comprenden una amplia gama de aparatos, incluyendo trituradoras, cribas, cintas, tolvas, celdas
de flotación, acondicionadores, motores, etc. Normalmente, se ubican en una o varias áreas próximas a la mina y,
frecuentemente, se construyen cubiertas para proteger a
los operarios y maquinaria de las inclemencias del tiempo, e incluso para mejorar la seguridad. En la Tabla 7.1 se
indica el rango de niveles de ruido correspondiente a diversos equipos de instalaciones fijas.
TABLA 7.1.
I
N~velesrned~osde ru~do
MSF
MGN
NWT
PG E
PHS
ROE
SLM
SRD
TRX
TJN
UNT
WAB
Massey-Ferguson
Michigan
tJor1tiwest
Page
Parsonr
Robbinr
Salem
Schroeder
Terex
A :cneiNn ACUSTICA
Trojan
Un11Rig
C ' CAülNL NO
N = NINGUhk
Wabco
U oEscor\oclDA
.
ACUSTICC
1
1
1
I
l
NIVELES MEDIOS DE RUIDO
MOTONIVELADORAS
1 CAl
CAT
D9
CAT
D9C
N
C
A
,
-5
u
1,
I
N
C
A 4c
U
1
CAT
1
D9H
1 1
N
u
CAT
966
VOLOUETES
85
90
U
988
105
110
U 32
C
A
CAT
100
95
N
I D 2
N
u
I
1
17
MOTOTRAILLAS
90
Figura 7 7
Niveles nledios de ruido (cont.)
1M
110
PERFORAOORAS
75
80
85
90
95
100
Los dos primeros sistemas son los más efectivos, pero
a veces requieren el desarrollo de nuevas tecnologías y,
por consiguiente, .mucho tiempo y capital. El diseño de la
maquinaria móvil ha mejorado en los últimos años y se
han ido desarrollando sistemas combinados para reducir
el ruido, por ejemplo, silenciosos más grandes para los ga.
ses de escape, envío del aire del ventilador soplante hacia arriba a través de rejillas que disponen de material ab.
sorbente, recubrimientos de goma en las cajas de los volquetes, etc.
Una medida complementaria y de gran efectividad es
el mantenimiento regular de la maquinaria, ya que así se
eliminan los ruidos procedentes de elementos desajustados o muy desgastados que trabajan con altos niveles de
vibración.
También es preciso señalar que en minería a cielo
abierto es muy difícil predecir los niveles de ruido en las
proximidades de las explotaciones, ya que tanto las condiciones atmosféricas variables como el efecto de la propia topografía influirán y modificarán las trayectorias de
propagación.
Una técnica bastante extendida consiste en la construcción de barreras o pantallas entre la fuente emisora y el
receptor. El ruido es difractado en la coronación de la pantalla, siendo este efecto más acusado en los ruidos de
baja frecuencia que en los de alta, por lo que en estos últimos el apantallamiento es más efectivo. De acuerdo con
Moore, la fórmula que permite estimar la reducción del ni.
ve1 de presión sonora por una pantalla es:
R(dB) = 8.2 log
ORAGALINAS
--
[F-1e
tag 2
donde:
H = Altura de la pantalla (m).
1. = Longitud de onda de ruido (m).
8 = Angulo de difracción del sonido.
Figura 7.7. Niveles medios de ruido (cont.)
4. CONTROL Y CORRECClON DEL RUIDO
:
L
FOCO
3o"O.?O
Y>UBRL YVIIU
--aRECLPTOn
Las tres soluciones que pueden adoptarse para disminuir el ruido son:
- Reducir la causa.
- Aislar la fuente emisora.
- Absorber o atenuar el ruido entre la fuente emisora y
el receptor.
Figura 7 8
Efectos de la localizac~onde una p;nfalla sobre ei
ruido perctbrdo por cin receptor
En la Fig. 7.9 se recoge un ábaco de cálculo de la reducción del ruido a partir del denominado valor de pantaIla ~ Z p sy de la frecuencia característica del sonido.
VALOR DE PANTALLA:
&=(A+B) - ( R t D )
DE TIERRA
5.
So,
MEDIDA Y ANALISIS DEL RUIDO
1
a
m
En la practica, la reducción del ruido es menor que la
teórica calculada, debido a la turbulencia del aire y dispersión del ruido en la coronación de la pantalla. Estas pantallas se suelen construir con una altura de 5 a 10 m, utilizando los estériles de la mina y, en ocasiones, con la
plantación de árboles que, si bien no son muy eficaces en
la reducción del ruido, sirven de pantalla visual e incluso
de protección frente a posibles proyecciones de roca procedentes de las voladuras.
En la Tabla 7.11 se indica la atenuación del sonido debida a distintos tipos de vegetación.
Para el control del ruido en la industria se utilizan los
medidores de nivel de sonido o sonómetros, que responden al sonido de forma parecida a como lo hace el oído
humano, y dan una indicación objetiva y reproducible del
nivel sonoro. Están básicamente constituidos, Fig. 7.10,
por los siguientes elementos:
.
- Micrófono.
- Amplificador.
- Atenuador calibrado.
- Redes ecualizadoras.
- Dispositivo de lectura.
FRECUENCIA, (Hz)
Figura 7.9. Interposición de pantallas entre la fuente de un fui-
do y los receptores.
TABLA 7.11.
Los sonómetros integradores que se suelen situar en
las proximidades de las explotaciones o equipos, registran
el ruido durante un cierto tiempo y dan el nivel continuo
equivalente en dB(A), ~Leqn.Permiten no sólo la medida
del ruido ambiental, sino incluso, la medida de los ruidos
C ~ C ~ ~ C Ola
S valoración
,
del riesgo de lesión auditiva, y la realización de mapas de ruido.
ATENUACION SONORA PARA PROPAGACION SOBRE DISTINTOS TIPOS DE VEGETACION
(dB1100 m)
FRECUENCIA (Hz)
TIPO DE VEGETACION
Hierba escasa:
0,1-0,8 rn de altura
Hierba espesa:
0,4-0,5 m de altura
Arboles de hoja perenne
Arboles de hoja caduca
125
250
500
1.O00
2.000
0,s
-
-
3
-
0,s
-
12
-
-
7
11
4
19
12
20
16
2
Fuente: Dirección General del Meaio Ambiente. TvíOPU
14
6
17
9
--
4.000
.
_
. '
+
Cnn~unIo6M.c,P~o~~
-
--'
4
Am~lif~cado
de
r Medida (puede llevar ponderación y conexión a filtro exterior)
+
Ana!izador da Frecuencia (con c ~ r c u ~ l ode
s ponderactón y filtro para anal de frec 1
+
Figura 7.10. Constitución básica de un sonómetro. (Brüel & K~aer)
6.
NIVELES MAXIMOS DE RUIDO
ACEPTABLES
donde:
L = Nivel de presión sonora en dB(A)
Una exposición prolongada a niveles altos de ruido conduce a un deterioro de la audición, aunque e! oído puede
tolerar variaciones intensas individuales.
En ningún caso debe exponerse a una persoha a un ruido continuo con un nivel sonoro superior a 115 dB(A) o
intermitente superior a 140 dB(C), incluso una exposición
a 90 dB(A) durante ocho horas diarias puede ocasionar
daños en algunas personas. Cuando la exposición diaria
se compone de períodos de ruido con diferentes niveles sonoros, hay que considerar el efecto combinado, esto es,
la suma de las siguientes fracciones no debe exceder de
la unidad:
Los efectos producidos por el ruido sobre las personas
se pueden resumir en:
- Fisiológicos (deterioro de la audición).
- Psicológicos (interferencia con la comunicación hablada, con el descanso y el sueño).
- Efectos subjetivos (Molestias e irritación).
- Efectos sobre el trabajo (molestias, accidentes, distracciones, pérdida de rendimiento, etc).
- Efectos directos sobre la salud.
donde:
cn = Tiempo total de exposición a un nivel sonoro determinado.
1, = Tiempo admisible a esta exposición (ver Tabla 7.111
de niveles máximos de presión sonora establecidos
por la Occupational Safety and Health Act. USA).
TABLA 7.111
DURACION DIARIA
EN HORAS
8
6
4
3
2
0,25
NIVEL DE PRESION
SONORA EN dB(A)
. 90
92
95
97
1O0
En la Tabla 7.IV se indican los niveles de inmisión recomendados, como valor superior en distintos recintos.
TABLA 7.IV. NIVELES DE INMlSlON
RECOMENDABLES (MAXIMOS) EN DISTINTOS
RECINTOS
CLASE DE RECINTO
l
115
Otros valores intermedios entre los labulados pueden
calcularse mediante la expresión:
Dormitorio
40
Sala de estar y reposo
40-45
Despacho profesional
40-45
Servicios
50
Estudio de grabación sonora
25
Dormitorio de hospital
30
'Teatros y salas de concierto
30
Sala de lectura
80-35
Cines
30-40
Aulas y laboratorios docentes
Oficina numerosa
Restaurantes
Cafeterías
Grandes almacenes
(30nocHes)
(35 noches)
(25 noches)
1l
I
En numerosas explotaciones mineras se han establecido unos límites para los niveles sonoros de 65 dB(A) durante el día y de 55 dB(A) por la noche.
Existen Ordenanzas Municipales de prevención del ruido, pero s61o en algunos Ayuntamientos como el de Madrid y el de Zaragoza, además de un Decreto Foral en
Navarra.
Las medidas que pueden adoptarse para reducir los ruidos procedentes de instalaciones fijas y equipos móviles
pueden resumirse en:
1. Situar las plantas de tratamiento lo más alejadas posible de ciudades o zonas residenciales.
2. Construir barreras de sonido perimetrales entve las
fuentes y los receptores.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Foto 7.1. Instalación de un sonómetro en una cantera.
7.
Cubrir las salas de compresores con estructuras de
hormigón.
Revestir las plantas de tratamiento con paredes dobles y rellenas de fibra de vidrio u otros materiales
aislantes.
Utilizar cintas transportadoras mejor que volquetes.
Instalar silenciadores en los equipos móviles.
Estudiar alternativas de rutas de transporte en zonas próximas a áreas habitadas.
Realizar un mantenimiento preventivo adecuado.
9. Instalar recubrimientos de goma en molinos, cribas,
cajas de volquetes, etc, para reducir el ruido por impacto del material con elementos metálicos.
10. Utilizar equipos accionados eléctricamente mejor
que por motores diesel.
11. Limitar el trabajo de las unidades mas ruidosas a horas diurnas.
RESUMEN DE RECOMENDACIONES
En el desarrollo de una nueva operación, si se quieren
minimizar los problemas o las quejas derivadas de los ruidos de la maquinaria e instalaciones, deberán cubrirse las
siguientes etapas:
1. Identificar las actividades existentes que pueden ser
afectadas por el ruido del nuevo proyecto.
2. Determinar los niveles de mido de cada método de
trabajo alternativo.
3. Medir los niveles de ruido de las actividades existentes.
4. Comparar los niveles de ruido previstos con los ya
existentes.
5. Estudiar la viabilidad y evaluar las actuaciones correctoras para reducir o eliminar el impacto del ruido.
- ATLAS COPCO: Manual Atlas Copco, 1984.
- BRUEL & KJAER: Documentación Técnica.
- BUREAU OF MINES: ~ N o i s eControlu. Proceedings, 1984.
- CALVO MANZANO, A.:
-Niveles de Ruido en Máquinas de
Movimientos de Tierras-. ATEMCOP. 1984.
- DANIEL, J. H. el al.: -The Noise Exposure of Operators of Mobile Machines in U.S. Suríace Mines, 197911. U.S.B.M, 1978.
- DOWN, C. G.: -Environmental lmpact of Mining-8, 1978.
- LINDLEY, G. F.: ([La Minería a Cielo Abierto en el Reino Unido-. N.C.B, 1981.
- LORA, F. de y MIRO. J.: <<Técnicas
de Defensa del Medio Ambiente-~,1978.
- M.O.P.U.:-El ruido>*.Dirección General del Medio Ambiente,
1982. '
- PENCHE, C.: -Polvo y Ruidosa*, 1983.
Capítulo 8
CONTROL Y PREVENCION DE LA CONTAMINACION DEL
AGUA
El agua es uno de los recursos naturales mas abundantes y constituye el medio básico de todos los procesos de
vida. A pesar de su abundancia, la disponibilidad de agua
para hacer frente a la creciente demanda de uso por el
hombre (potable, industrial, recreo, etc.) es cada vez más
limitada.
Debido al desarrollo industrial y al aumento de la población, paulatinamente son mayores las descargas contaminantes a los acuíferos (infiltraciones a través del suelo, alteración de los niveles piezométricos, etc) y a los cursos de agua superficiales, con el consiguiente deterioro
de la calidad de las mismas. Como consecuencia de ello, la
legislación española contempla en la «Ley de Aguas,>
(2911985 de 2 de agosto), las medidas necesarias para
proteger el medio acuático continental de los impactos
producidos por la mala gestión y utilización de dicho
recurso.
La minería es una de las actividades industrialesque se
encuentra más estrechamente ligada al agua, pues, por
un lado, se necesita en un gran número de oporaciones
y, por otro, se generan grandes volúmenes. Como consecuencia de esto último, en todos los proyectos mineros es
preciso contemplar los medios necesarios para el control
de los vertidos, así como las medidas de prevención de
la contaminación de las aguas durante la explotación y
tras el abandono posterior.
La contaminación del agua se debe en general a la introducción de sustancias o de ciertas formas de energía,
tales como el calor, que provocan cambios en sus características físicas y quimicas.
El agua en la mineria procede fundamentalmente de las
infiltraciones de los acuiferos interceptados y de la escorrentía superficial. Su presencia en las minas crea numerosos problemas, por lo que es necesario su bombeo
y conducción fuera de las áreas de laboreo mediante los
adecuados sistemas de desagüe.
Otra fuente de efluentes es la constituida por las plantas de tratamiento de los minerales, pues frecuenteniente
la concentración se realiza por vía húmeda. Aunque se recircule parte del agua en el proceso rnineralúrgicoy se utilice un determinado porcentaje del agua de drenaje en
ciertas operaciones mineras, suele existir un excedente
cuya mala calidad tiene diversos efectos adversos.
Los efectos hidrológicos que pueden provocar las explotaciones mineras se presentan bajo dos facetas: por un
lado, inciden sobre las aguas subterráneas y, por otro, sobre las aguas superficiales.
Estos se resumen en:
- Disminución de la calidad del agua. Hacen inadecuada
el agua para el consumo humano, industrial, recreativo y cualquier otro uso o aprovechamiento que tenga
el curso de agua y el acuífero afectado.
-- Causa daños ecológicos, alterando o eliminando las
comunidades biológicas naturales presentes en los
cursos de agua, y disminuyendo la diversidad de
organismos.
- Deterioro del paisaje. La restauración paisajística de
las áreas afectadas por la minería debe abarcar a todos y cada uno de los elementos del medio, y al agua
en particular como componente que caracteriza y modela dicho paisaje.
En general, una alteración en la calidad de las aguas
lleva implícito un cambio de uso. Cuanto más difícil resulta volver a desarrollar la actividad o actividades que se
realizaban con la participación del agua, mayor será el impacto y más necesario se hace tomar las medidas correctoras oportunas.
En los epígrafes siguientes del presente capítulo se van
a comentar, de forma somera, algunos de los efectos hidrológicos más importantes, así como las medidas correctoras de tales alteraciones y los parámetros físico-químicos del agua que deben analizarse para determinar el nivel de calidad de las mismas. También se indican las técnicas preventivas de formación de aguas ácidas y los tratamientos más usuales a este tipo de efluentes, por ser la
acidificación del agua una de las alteraciones más significativas de las que produce la minería, ya que incide no
sólo en la calidad del agua, sino también en el aprovechamiento del suelo.
2.
AGUAS SUBTERRANEAS
La apertura de huecos en lugares donde los freáticos
son poco profundos puede provocar una modificación de
los niveles piezornétricos y además una alteración de la
calidad de las aguas.
2.1.
Modificación del nivel piezométrico
Las minas subterráneas exigen para su explotación un
drenaje continuo a lo largo de grandes periodos de tiempo, lo que da'lugar a una alteración interna del balance
de los sistemas acuiferos con conos de depresión que
pueden alcanzar extensiones con radios de acción de hasta decenas de kilómetros.
El colapso de los huecos subterráneos y el efecto que
tienen los hundimientos y subsidencia inducidas en todo el
entorno de las excavaciones producen siempre complejas
interconexiones de los sitemas hidrológicos superficiales
y subterrheos.
Las explotaciones de superficie afectan también a los
niveles piezométricos de dichas áreas, en unas magnitudes que en ocasiones se han minusvalorado. En muchas
minas, durante la operación. se aplican diferentes sistemas de drenaje con el fin de garantizar la estabilidad de
los taludes, hacer viable las diferentes labores con los
equipos mineros y evitar los problemas de hinchamiento
de los materiales del fondo de las explotaciones por presión del agua subterránea.
CANAL DE
GUARDA
Los materiales más comúnmente utilizados son el hormigón, las suspensiones arcillosas thixotrópicas, la bentonita, los geotextiles, etc.
Las profundidades que se han alcanzado con esas
barreras superan los 60 m, y con equipos avanzados se
han llegado a superar los 100 m. En Alemania Oriental en
una mina de carbón a cielo abierto con una pantalla.de
1.250 m de longitud, los caudales de desagüe se redujeron de 1,18 m3/s a 0,68 m3/s (Fisher, 1979).
2.2.
Alteración de los niveles piezométricos por la
extracción de arenas y gravas
Las extracciones de arenas y gravas en medios aluviales modifican los niveles piezométricos. Antes de la apertura de los huecos el agua subterránea discurre siguiendo su curso natural, Fig. 8.3, pero en estados posteriores
y antes de la colmatación de los taludes por efecto de la
decantación de las partículas finas sobre ellos, que los hacen impermeables, el nivel piezométrico se eleva aguas
abajo y se abate aguas arriba. Tras la colmatación se produce un rebajamiento importante del nivel freático aguas
abajo de la explotación, que puede desembocar en la desecación de pozos y manantiales próximos a esas zonas,
PERIUETRAL
CUNETA DE
DRENAJE
\
r?!
NIVEL FREATICO
YODlFlCAW
M MENAJE
Figura 8.1. Sistemas de drenaje.
Algunas minas podrían considerarse más como explotaciones de agua que de cualquier otra sustancia, pues
las relaciones de volumen de ese líquido al mineral extraído alcanza a veces cifras superiores a los 10 m3/t, como
sucede en ciertas minas de lignito.
Una técnica de corrección para mantener los niveles
piezométricos en el entorno de las explotaciones es la conocida como de barreras o pantallas hidraúlicas, que consiste en impedir el flujo de agua subterránea hacia el hueco excavado mediante la impermeabilización de una parte del macizo rocoso. De esta manera se reducen las necesidades de bombeo de las minas para mantener el cono
de depresi6n o restringir su diametro y otros efectos ambientales adversos.
N I V E L FREATICO ANTES
DE L A EXCAVACION
Y DRENAJE
PANTALLA
lMPERMEABLE
POZO PARA
ABASTECIMIENTO
DE AGUA
.............................
RIO O LAGO
\
HUECO DE
EXPLOTACION
CONO DE DEPRESION EN
AUSENCIA DE PANTALLA
Y
/
\NIVEL
FREATICO
E N PRESENCIA
DE PANTALLA
Figura 8.2. Representación esquemática de una pantalla hrdraulica
Figura
8.3.
Evoluc~óndel nivel freátlco en una gravera
así como en la alteración del régimen de cultivos o vegetación y en el riesgo de hundimientos al variar la capacidad portante de los suelos. Al reducirse la presión del
agua se provoca un incremento de las tensiones efectivas
en los sedimentos, que permite una mayor consolidación
de los materiales. También pueden registrarse movimientos horizontales en las proximidades de los huecos al producirse una liberación de las presiones sobre los materiales más próximos a las explotaciones.
Asi pues, las estructuras excavadas cambian las características hidrogeológicas del entorno de las minas y aunque los huecos se rellenen con estériles, la recuperación
de las condiciones originales resulta muy difícil.
2.3.
Contaminación del agua subterránea
La contaminación de acuíferos por las actividades mineras está directamente relacionada con la evacuación de
las aguas de las explotaciones y con el tratamiento de los
minerales. La presencia de escombreras que contienen
materiales oxidables, como sulfuros y sustancias carbonosas, puede inducir una contaminación superficial. La extracción de materiales que cubren y protegen a las aguas
subterráneas también es causa de contaminación.
En muchas ocasiones puede existir una contaminación
orgánica como consecuencia del vertido incontrolado de
residuos tóxicos urbanos o industriales en los huecos
abandonados y de aceites residuales procedentes de la
maquinaria pesada.
También en las minas subterráneas donde se utiliza relleno para el sostenimiento de los huecos, existe un riesgo de contaminación, toda vez que se introduce un material muy permeable que puede aportar sales solubles a las
aguas infiltradas, especialmente cuando se presenta el
proceso de formación de aguas ácidas con un gran potencial de disolución.
En muchos casos la contaminación de las aguas subterráneas supone un impacto terminal. Ello quiere decir
que no es factible la descontaminación del acuífero, bien
por las características intrínsecas de la zona, bien por las
particularidades de la contaminación, lo cual implica un
abandono a corto, medio o largo plazo de los usos que tienen esas aguas subterráneas.
Los tratamientos empleados en la corrección de las características hídricas subterráneas son físicos, químicos y
bacteriológiccs, dependiendo de la naturaleza de la contaminación de los acuíferos: excesiva dureza del agua
(presencia de concentraciones elevadas de Ca+2y Mg'2),
iones Fe+2y Mn+2,pequefias cantidades de sulfuro o ácidos sulfhídricos, presencia de metales pesados. contaminantes, compuestos orgánicos, etc.
3.
AGUAS SUPERFICIALES
La alteración de las aguas superficiales por las actividades mineras comienza en el momento en que se modifica la red de drenaje natural para evitar la entrada de agua
en las explotaciones o por la necesidad de disponer de
terrenos para depositar los estériles, crear la infraestructura necesaria. etc
Las nuevas canalizaciones y cauces se realizan dejando superficies de roca desnuda sobre las que el agua puede actuar erosionándolas al disgregar los materiales y removilizar los elementos finos. Se produce así la principal
contaminación física de las aguas superficiales, a la que
hay que ariadir la procedente de las aguas de drenaje
bombeadas y los efluentes de las plantas de concentración de los minerales.
El aumento de la turbidez afecta de forma muy importante al medio biótico existente en las corrientes fluviales,
pues dificulta la penetración de la luz y reduce la función
de fotosíntesis, dando lugar todo ello a un aumento de la
mortandad y a un empobrecimiento de la flora y de la fauna. Además, si las partículas son gruesas, puede producirse una sedimentación continua que provoque el aterrado de los canales, presas, etc.
Otro efecto perturbador de la calidad de las aguas superficiales se debe a la elevación de la temperatura de éstas, como consecuencia de la irradiación solar y temperatura ambiente del aire.
El diferencial térmico entre el agua y el aire depende entre otras cosas de las dimensiones del depósito o lámina
de agua (superficie y profundidad), permeabilidad de los
terrenos atravesados, gradiente hidráulico, etc.
Los efectos que tiene el recalentamiento del agua son
dos: modifica la fauna acuática en beneficio de las especies más tolerantes, en detrimento de otras que pueden
ser las de mayor valor ecológico, y disminuye el ritmo de
saturación de oxígeno disuelto llegando a agravarse el fenómeno anterior.
La contaminación química de las aguas superficiales se
produce, generalmente, por la disolución de determinados
compuestos solubles que constituyen las rocas y por los
cambios de pH originados por la oxidación de la pirita.
Este mineral no sólo es el componente principal de los yacimientos de sulfuros metálicos, sino que también abunda
en los depósitos de otros minerales metálicos y, de forma
especial, en los yacimientos de carbón.
3.1. Estándares de calidad
La forma más sencilla de determinar la calidad del agua
consiste en.efectuar.una serie de.análisis físicos, quimicos y10 biológicos, y comparar los resultados obtenidos
con'los estándares de calidad aceptados como -patrón),
por la legislación vigente. Cuanta mayor diferencia exista
entre los valores obtenidos y los niveles óptimos.de calidad, mayor será el impacto producido y el nivel de contaminación más significativo.
Las muestras deberán recogerse en distintos puntos del
curso fluvial, aguas abajo y arriba del foco de vertido. Esto
sirve para reconocer la presencia de otros contaminantes
de naturaleza distinta a los producidos por la actividad minera (aguas arriba) y la capacidad autodepuradora del río
(aguas abajo).
Los niveles de calidad exigidos a las aguas superficiales son distintos según sea el uso para el cual estén destinados. A continuación, se indican los estándares de calidad, recogidos en la ([Leyde Aguas.>,para la producción
de agua potable, la conservación de la fauna piscícola, la
aptitud para el baño y la cria de moluscos.
TABLA 8.1.
PARAMETROS CARACTERISTICOS QUE SE DEBEN CONSIDERAR, COMO MINIMO, EN LA ESTIMA
DEL TRATAMIENTO DEL VERTIDO
VALORES LIMITES
PARAMETRO
-
NOTA
Tabla 1
UNIDAD
1
Sólidos en suspensi6n (mgn)
Materias sedimentales (mM)
Sólidos gruesos
D.B.0.5 (mgli)
D.Q.O. (mgn)
Temperatura (")
Color
Aluminio (mgll)
Arsénico (mgll)
Bario (mgll)
Boro (mgll)
Cadmio (mgll)
Cromo III (mgll)
Cromo IV (mgll)
Hierro (mgll)
Manganeso (mgll)
Níquel (mgll)
Mercurio (rngll)
Plomo (mgll)
Selenio (mgll)
Estaño (mgtl)
Cobre (mgll)
Zinc (mgll)
Tóxicos metálicos
Cianuros (mgn)
Cloruros (mgll)
Sulfuros (mgA)
Sulíitos (mgli)
Sulfatos (mgll)
Fluowros (m@) .
Fósforo total (mg/l)
ldem
Amoniaca (mgll)
Nitrógeno nítrico (mgn)
Aceites y grasas (mg/i)
Fenoles (mgll)
Aldehidos (mgn)
Detergentes (mgll)
Pesticidas (mgn)
I
(A)
(6)
(c)
-
(0)
(E)
(F)
300
2
Ausentes
300
500
3'
(G)
(H)
(H)
(H)
(H)
(H)
(H)
(H)
(H)
(H)
(4
(H)
(H)
(H)
(H)
(H)
(H)
(J)
-
-
-
(K)
(K)
(L)
(L)
-
(M)
-
(N)
(P)
1140
2
1,O
20
1O
0,s
4
0,s
1O
1O
1O
0,1
0,s
0,1
1O
1O
20
3
1
2.000
2
2
2.000
12
20
0,s
50
20
40
1
2
6
O,OS
Tabla 2
Comprendido entre 5,5 y 9,5
150
1
Ausentes
60
200
3"
Inapreciable en disolucion:
1/30
1
0,5
20
5
0.2
3
02
3
3
3
0.05
02
0,03
1O
0,5
1O
3
0,5
2.000
1
1
2.000
8
20
0,s
50
12
25
0,s
1
3
0.05
Tabla 3
80
0,s
Ausentes
40
160
3"
1/20
1
0,5
20
2
0.1
2
02
2
2
2
0,05
0.2
0,03
1O
02
3
3
0,s
2.000
1
1
2.000
6
10
0,s
15
10
20
0,5
1
2
0,05
Fuente: Ley de Aguas 2911985.
NOTAS:
General. Cuando el caudal vertido sea superior a h décima parte del caudal minimo circulante por el cauce receptor. las cifras de la Tabla 1 podran
reducirse en b necesario. en cada caso CWetO, para adecuar la calidad de h s aguas a los usos reales o previsiies de h corriente en la z w afectada
por el vertido.
Si un determinado parametro tuviese definidos sus objetivos de calidad en el medio receptor, se admitira que en el condicionado de las autori~aciones
de vertido pueda superarse el límite fijado en la Tabla 1 para tal parametro. siempre que la dilución normal del efluente permita el cumplimiento de dichos
objetivos de calidad.
(A) La dispersión del efluente a 50 metros del punto de vertido debe conducir a un pH comprendido entre 6.5 y 8.5.
(€3) No atraviesan una membrana filtrante de 0.45 micras.
(C) Medidas en cono lmhoff en dos horas.
(O)Para efluentes ii~dustriales.con oxidabilidad muy diferente a un efluente doméslico tipo. la concentración limite se referirá al 70 por 100 de la
D.B.O. total
(E) Determinaci6n al bicromalo polásico.
(F) En ríos, el incremento de temperatura media de una sección fluvial tras la zona de dispersi6n no superara los 3" C.
En lagos o embalses, la temperatura del vertido M, superara los 30: C.
(G) La apreciación del color se estima sobre 10 centimetros de muestra dtluida.
(H) El limite se refiere al elemento disuelto. como ión o en forma compleja.
(J) La suma de las fracciones concentración realnimite exigido relativa a los elementos tóxicos (arsénico. cadmio. cromo VI. níquel, mercurio. plomo.
selenio. cobre y zinc) no superará el valor 3.
(K) Si el vertido se produce a lagos o embalses. el limite se reduce a 0.5. en previsión de brotes eutrólicos.
(L) En lagos o embalses el nitrógeno total no debe superar 10 mgil. expresado en nitrógeno.
(M) Expresado en C,O,H,.
(N) Expresado en lauril-sulfato.
(P) SI se tratase exclusivamente de pcslicidas loslorados puede admitirse un inaximo de 0.1 nigil
I
3 .
ABLA 8.11.
CALIDAD EXIGIDA A LAS AGUAS SUPERFICIALES DESTINADAS A LA PRODUCCION DE AGUA
POTABLE
I
PARAMETRO
i
slor
jlidos en suspensión
2mperatura
~nductividada 20" C
itratos '
uoruros
erro disuelto
anganeso
3bre
nc
)ro
sénico
idmio
-amo total
omo
3lenio
ercurio
xio
anuros
~lfatos'*
oruro "
:tergentes
sfatos '
inoles
drocarburos disueltos o emulsionado~(tras extracción en
éter de petróleo)
lrburos aromáticos policíclicos
aguicidas totales
30
(ígeno disuelto
305
trógeno Kejeldahl
noniaco
istancias extraíbles con cloroformo
~liformestotales 37" C
~liformesfecales
;treptococos fecales
ilmonellas
UNIDAD
Escala Pt
mgll
"C
pS/cm
mg/l No3
mgll F
mgll Fe
mg/l Mn
mgll Cu
mg/l Zn
mgll B
mgll As
mgll Cd
mgll Cr
mgll Pb
mgll Se
mgll Hg
mgll Ba
mgll CN
mg/l SO,
mgll CI
mgll (laurilsulfato)
mgll PpOs
mgll C6H50H
-
TIPO A2
TIPO A3
(63-8,s)
20
(25)
25
(1.OOO)
50
1,5
03
(0,051
0,05
3
(1)
0,05
0,005
0,05
0,05
0,Ol
0,001
0,1
0,05
250
(200)
(02)
(0,4)
0,001
(53-9)
100
(53-9)
200
25
(1.OOO)
50
(1,7)
2
(0,1)
(0,05)
5
(1
0,051
0,005
0,05
0,05
0,Ol
0,001
1
0,05
250
(200)
(02)
(0,7)
0,005
25
(1.OOO)
50
(1,7)
(1)
(1
(1)
5
(1
O, 1
0,005
0,05
0,05
0,Ol
0,001
0,05
0,0002
0,001
mg/i
mgll
mgll
mg/l02
% satur
mgll O2
mgll N
mg/l NH4
mg/l SEC
100 ml
100 ml
100 ml
TIPO A l
-
-
02
0,0002
0,0025
-
(> 70)
(< 3)
(1
(0,05)
(> 50)
5)
(2)
1,5
(0,1)
(50)
(20)
(20)
Ausente en 5.000 ml
(0 2)
(5.000)
(2.000)
(1.OOO)
Ausente en 1.O00 ml
-
1
1
ti
l
I
,
,
I
i
1
0,05
250
(200)
(03)
(Or7)
0, 1
1
0,001
0,005
(30)
(> 30)
i
l
1
i
1I
(<7)
1 1
(3)
t
4
l s
.
\
(0,5)
(50.000)
(20.000)
(10.000)
I
i
i
-
n lagos poco profundos de lenta renovaci6n.
;alvo que no existan aguas más aptas para el consumo.
TA: Las cifras entre paréntesis se tomaran como valores indicativos deseables con carácter provisional.
I
A l . Tratamiento físico simple y desinfeccibn.
A2. Tratamiento físico normal. !ratamiento químico y desinfección.
A3. Tratamiento fisico y químico intensivos. afino y desinfección.
nte: Ley de Aguas 2911985.
I
I
,l
!
TABLA 8.111. CALIDAD EXIGIBLE A LAS AGUAS CONTINENTALES CUANDO REQUIEREN PROTECCION O
MEJORA PARA SER APTAS PARA LA VIDA DE LOS PECES
--
TIPO S
PARAMETRO
1. Temperatura (' C)
2. Oxigeno disuelto (mgll O,)
i
3. pH
4. Materias en suspensión (rngll)
s. o ~ o ( q o~
n
6. Fósforo total (mgA P)
OBSERVACIONES
TIPO C
1. La temperatura media aguas abajo de un vertido tér- Se N r á n decidir excepciones limitadas geográficamente en condiciones par.
ticulares si la autoridad competente pudiera probar que dichas excepciomico (en el limite de la zona de mezcla) no deberá su.
nes no tendrán consecuencias perjudiciales para el desarrollo equilibra,jo
perar la temperatura natural en más de:
de las poblaciones de peces.
1,5" C
3'C
2. El vertido temico M debera tener como conseweoaa que h temperaturaen h zona situada aguas abaio del wnto de vertido temiico (en el l i e de la zona
de m&da) supere los valores siguientes:
28 (0)
21.5 (01
lo' (oj
l o (o)
El limite de la temperatura de 10' C no se aplicará sino a
los periodos de'reproduccion de las especies que tie.
nen necesidad de aaua fria para su reproduccion v ex.
dusivamente a las aguas que puedan'conlener diihas
especies.
Los limites de las temperaturas podrán, sin embargo. se1
superados durante e1 2 % del tiempo.
50% 39
50%? 7
Cuando el contenido de oxigeno descienda por debajo de
6
4
La autoridad competente debera probar que esta situación no tendrá consecuencias perjudiciales para el desarrollo equilibrado de las poblaciones de peces.
6-9 (0)(1)
6-9 (0)(1)
( S 25) (0)
( S 25) (0)
(S 6)
(4 3)
En lo referente a los lagos cuya profundidad media se situa entre 18 y 300
(OA)
(0.2)
metros, se podria aplicar la siguiente
- fbmula:
LSlO
L
- (Y-\T,)
Tw
1
7. Niios(mgn NO4
8. Compuestos lenolicos (mgn
&H,OH)
9. Hidrocarburos de origen petrolero
10. Amoniaco no ionizado (mgn
NHd
11. Amonio total (mg4 NH,)
12. Cloro residual total (mgll
Hwl
13. Zinc total (mgA Zn)
14. CobiesoluMe(mgllCu)
<0,025
~0,025
~0,005
61 (4)
S1 (4)
SO.005
60.3
41,O
(S0,04)
(rCO.04)
en donde:
L = La carga expresada en mg P por metro cuadrado de superiicie del
hgo durante un año.
Z = La profundidadmedia, expresada en metros.
T,
= El tiempo teórico de renovacibn del agua del lago. expresada en
a&.
En los demás casas. los valores limites de 0,2 mgn para las aguas salmonicolas y de 0,4 mgll para las ciprinicolas, expresados en PO, podrán ser
considerados como valores indicativos que permnen ,educir la eutii
Los valores de amoniaco no ionizado podrán ser superados a condición de
que se trate de puntas poco imporíantes que aparezcan durante el dla.
Estos valores corresponden a un pH 6. Podrán aceptarse valores mayores
.s i el pH fuese superior.
Los valores corresponden a una dureza del agua de 100 mg4 de Caí&.
,Paradurezas comprendidasentre 10 y 500 mg& bs valores limites corresPOnaenles se pueden enconirar en h Tabla II.
Los vakres conwponden a una dureza del agua de 1M)mgil de C a C 4
Para las durezas comprendidas entre 10 y 300 mgn, los valores limites
mespondenles se pueden encontrar en la Tabla 111.
(O) Ce podrin superar bs iimites lilados en atainsla~~%~
metewokqras o geogra(as excepcbnales y mando qags erpenrnenlenun emqueconientonaiural en determinadas sustancias. eniendendo por tal. el
p w medianle el mal una masa de agua d2letmi~dar e b e del swb uems sustaMas contendas en el sin intervennóndel hombre.
(1) Las variaches artifiiales de pH con rwpeclo a b s ~ b e mwdrnes
S
no de&?(% superar -0.5 unidades de pH en 'aiimhes amperdidos enbe 6.0 y 9.0. a wndicbn de que es!as variaciones no aurnerlen
noñridad & dras sustaras en el agua
( 2 ) Los nxnpuedos lemlicos ro W r a n eslar prrseiites en mncentraaows que alieien el sabor del pescado
(3)l o s pcoduclcb de oñgen petrolero M podran eslar pesenies en !as aguas en canlidades que
en h supediw M agua o se deposnen en capas en b s iechos de las axrkntes de agua o m bs iagos
Famen m pelicula
- Tramitan al pescado un perceptiole sabor a hdrmrburos
- Provoguen eledos noaws en b s peces.
-
(4) En mndiaona ~ e o g r á fo' dimatologras
~
padiculares y espeaalmente en el caso de bajas lemperalurasdel agua y reducida nitrdicaciono cuando la autoridad mmpelenle pueda probar que no hay, gnycue-i~s
pejdciales para el desarrollo equilibrado de hs poMaaones de peces. se podran fila1 valores wipetuwes a 1 m5 I
Tw S (aguas salmonimlas). Las aguas en hs que viven o W i a n vivir bs peces que penenecen a ey>ectes tales mel salmón (Salnx, salar). la lrucha (Salmo Iruna).el II~MIO llhymallus Ihymallus)y cme9oM
iCwegonus1.
- Tw C (agua npin'mlas)
(Anguila anguillal.
Fuenle Ley de Aguas. 29'1985
l a s asuas en las que viven o podrian vivir los peces Que perlenecen a !acipiinidos (Cypnnidaei.o a otras especies Bles como el lucio (Esox luciusj la perca (Perca lluviaiilisj y algulla
TABLA 8.IV.
ZINC TOTAL
TABLA 8.V.
~ ~ ~ c e n t r a c i o nde
e szinc (rngll Zn) en función de los
diversos valores de la dureza de las aguas
comprendidos entre 10 y 500 mgll CaCO,
COBRE SOLUBLE
Concentraciones de cobre soluble (mgll Cu) en
función de los di.versos valores de las durezas de
las aguas comprendidos entre 10 y 300 rngll CaCO,
DUREZA DEL AGUA
(mgll C a c o 3 )
Aguas salmonicolas
(mgll Zn)
Aguas ciprinícolas
(rngll Zn)
10
50
100 500
0,03
0,2
0,3
0,5
0,3
0,7
1,0
2,O
DUREZA DEL AGUA
(mgll CaCO,)
10
mgll CIJ
50
0,005 0,022
100
300
0,04
0,1.12
NOTAS:
a) Las cifras entre paréntesis se tomarán como valores indicativos deseables con carácter provisional.
b) En ningún caso las excepciones previstas podrán ignorar las
obligaciones de protección de la salud pública.
c) En la fijación de los valores de los parárnetros, se ha partido
de la hipótesis de que los demás parámetros, estén mencionados o no, resultan favorables. Ello implica que la concentración de sustancias nocivas que aquí no se mencionen serán muy débiles. Si dos o más sustancias nocivas estuvieran
presentes en una mezcla podrían aparecer efectos acumulativos importantes (efecto de adición, de sinergia, o efectos
antagoniccs).
Fuente: Ley de Aguas, 2911985.
Fuente: Ley de Aguas, 2911 985.
TABLA 8.VI.
CALIDAD EXIGIDA A LAS AGUAS DULCES SUPERFICIALES PARA SER APTAS PARA EL BANO
PARAMETRO
1. Cdifomes totales
2. Cdiformesfecales
3. Estreptococos lecales
4. Salmonellas
5. Enterovirus
E. pH
7. Calor
8. Acenes minerales
9. Sustancias tensoaclivas
10. Fedes
11. Transparencia
12. OUgeno disuelto
13. Residuos de alqu'iran y flotantes
VALOR MAXIMO
UNIDAD
100 ml
100 ml
100 ml
1I
PFul10 ml
U
mgll
rngn laurilsullato
mgtl C6H50H
m
% saturado
-
.
METOW DE ANALlSlS EINSPECCION
Recuento NMP o IPración y cultivo con identificación de colonias.
Rwnlo NMP o liltración y cultivo m dentifiickjn de colonias.
Metodo de Litsky y NMP o filtración y cuK~o.
FilttaciOn. inonilac'in,ideniifkacMn.
Concentracióny confirmacion.
Electrometría con calibración en los pH 7 y 9.
Inspecaónvisual o folometna escala PICO.
Sin cambios anormales
Inspección visual y ollativa o residuo seco.
Sin pelicula visible ni olor
Sin espuma persistente (0,3) Inspección visual. Espedro(olometriacon azul de metileno.
Inspección ollativa. Especlrofotomelria método (4 AAP].
Sin olor especifico 0.05
1
D i de Secchi.
Melodo de Winker o electrom$trico.
(80-120)
Inspe~3nvisual.
(lneXistencia)
10.000
2.000
(100)
O
O
6a9
NOTAS:Las dras entre paréntesis se tomaran como valores indkathos deseables povisionaks
LOS pafarnelros 3. 4
y 5 seran mmprobados cuando medianle inspecuon se estime posible su presencia p r deterioro de b calidad de las aguas
11 seran comprobados en hbctaiorio u se sospecha e¡ incumphmienlopcr b inspeLtion orcanoleptica
LOS parameiros 9,16 y
Las muestras se deberán tomar en la hora de máxima
afluencia d e bañistas y a 30 c m de profundidad, salvo el
Parámetro 8 que se tomará en superficie.
El parámetro se considera correcto si los valores del
95 Oh d e las muestras se mantienen inferiores a lo exigi-
do, que se rebaja al 80 % en los parámetros 1 y 2, siernpre que ningún valor rebase en más del 50 % el valor de
los límites estipulados por éstos. y para los parámetros 6,
12 y microbiológicos.
TABLA 8.Vll.
CALIDAD EXIGIBLE A LAS AGUAS CUANDO REQUIEREN PROTECCION O MEJORA
PARA CRlA DE MOLUSCOS
VALOR
PARAMETROS
1. pH.
Unidad pH
2. Temperatura " C
3. Coloración(despks de
filtración) mg PVI
4. Materias en suspensión
mgll
5. Salinidad %
- Una medición individual no podrá indicar un valw
La diferencia de temperatura provocada por un vertido no deber& en las aguas para cria de molus
cos afectadas por dicho vertido, superar en mas de
T C a h temperalura medida en las aguas no
afectadas.
Después de Cftración, el color del agua provocado por
un verti& no deberá, en las aguas afectadas por
dicho vertido, acusar una diferencia de mas de 10
mg PVl con el.color medido en las aguas no
afectadas.
El aumento del contenido de materias en suspension
provocado por un vertido no debera. en las aguas
para ara de moluscos afectadas por dicho vertido.
ser superior en más de un 30 % al que se haya me.
dido en las aguas no afectadas.
- <40%.
La variación de la salinidad provocadapor un vertido, en las aguas para cria de moluscos alectadas por dicho vertido. no debera ser superior en
más de un 10 % a la salinidad medida en las
aguas no afectadas.
- 3 70 % (valor medio).
- Si una medición individual indicara un valor infe.
rior al 70 %, las mediciones se repetiran.
7.
inleriior al 60 % salvo cuando no haya consecuencias pejudiiales para el desarrollo de las poblaciones de moluccos.
Los hidrocarburos no deberán hallarse en el agua
Hidrocarburos de ori.
para aia de molusm en concentraciones tales
gen petrolero
que:
- Produzcan en la superficie del agua una pelicula
visible y10 un depbsito sobre los moluscos.
Provoquen efectos nocivos sobre los moluscos.
Sustanciasorganohalo- La concentraciónde cada sustanaa en el agua para
uia de m l u x o s o en la carne de los moluscosno
genadas
debera rebasar un nivel que provoque efectos nocivos en dichos moluxos y sus lamas.
La concentración de cada sustancia en el agua para
Metales: Plata. Ag; Arla cria de moluscos o en la carne de moluscos no
senico, As; Cadrnio,
debera rebasar un nivel que provoque efectos noCd;Cromo. Cr; Cobre,
civos en dichos moluxos y en sus lamas.
Cu; Mercurio, Hg; Niquel, Ni; Plomo. Pb; Los efedos de sinergia de estos metales deberán ser
tomados en consideracion.
Zinc, Zn; mgfl
Coliformes fecalesllO0 4 300 en la carne de los moluscos y en el liquido
interiarvar l .
ml
Sustanciasqueinfluyen Concentración inferior a la que pueda deteriorar el -S:
bor de los moluscos.
en el sabor oe los mo-
-
8.
9.
-
6. Oxigeno disuelto (%
saturación)
VALOR
PARAMETROS
10.
'
11.
' Me vakx debed ser r w d o obhgatoriamenteen aquellas aguas en bs qw wan bs d v x o s diredamente awstibles
1
NOTAS:
a) Se podrán wipetar bs Iúniles fiQdosen UraimtaMasmetwdogtcaso geograrm excepcanaies.
b) Las cifras enhe par&& se lomarán m&es ndratim deseatks con caráder provisional.
Fuente: Ley de &was &t965.
tros utilizados como indicadores de calidad de agua para
distintos usos y actividades, bien por los rangos de valores señalados como limites. En la Tabla Vlll se ve un ejemplo de esto.
Además de los criterios relacionados en las tablas expuestas anteriormente, existen otros, procedentes de distintas fuentes bibliográficas, que se diferencian de los propuestos en la legislación española, bien por los paráme-
TABLA 8.Vlll. CALIDAD DEL AGUA PARA DIFERENTES UTILIZACIONES NORMAS USA
VIDA PISCICOLA Y VIDA ANIMAL Ll8RE
ABASTECIMIENTO AGUAS
C a l i d del agua
Reueo
Y
esteiica
Califormes leales. n.";iC€! rnl
Alcalinidad (Co,Ca),. p p m.
Cloruros p.p.m.
Cromo exavalente. p.p.m.
Cobre. p.p.m.
Oxigeno disuelto. p.p.m.
Dureza (CoFa],, p.p.m.
Hierro. p.p.m.
Deseable
75
< 10
< 29'
< 29'
< 29:
'2.000-2M
2.OM3
30.500
250
0.05
1.O
> 3.0
blof, unidades
Temperatura. ' C
Organ'smos
CermisiMe
Vda b e
de
.
Mmss
esiuanos
10Okdebluz
penetra hasta
el londo
28-350
Durante 6 h
'
AGRICULTURA
Mwm'kdos
de a g ~ p u a ANmaks
'
Riegos
gcsiyas
10%debluz
penetra 2 m
20
30-500
25
Ausente
Ausenle
Cerca de la
saturación
300-500
60-120
0.3
Virlualmente
ausente
> 4.0
-
aerobia,
-
Tabla Vlll (continuación)
VIDA PISCCOU Y VIDA ANIMA; LIBRE
ABASiECIMlCNlO AGUAS
Recreo
Y
Ca!idaJdei agus
eslelica
i Manganeso, p.p.m.
Desea&
PerrnisiMe
0,05
10.0 (N) lnd.
Nitratos, p.p.m.
N4
5.0-9.0
PH
Suffatos, p.p.m.
Sólidos totales disueltos, p.p.m.
Grasas y aceites (percloroformo).
p.p.m.
Pesticidas,p.p.m.
6,045
250
500
0.15
0.001-0.1
FenoI, p.p.m.
0,001
Radiactividad beta, !c!ic/litro
Cianuros,p.p.m.
Tutbidez. p.p.m.
1.O00
0.20
O:ssmsmoc
de aFuas Ilmpiac
AGRICULTURA
Organismos
V a 113:E
ma:inos
Awteamientos
de agws para
estuarios
granles
Ausente
Virtualmente
ausente
0.05
45.0
6-9
7,O-9.2
6,945
ess
2,0.20
6,04,5
50
200
0,04
Ausente
hmab
4,s-9,0
500-5.000
10.000
O-5.000
1.000
1.000
0,0001 -0.02
Varia con el
organismo
Varia con el
organismo
Varia con el
organismo
i.O00
1.O00
1,000
Ausente
1O0
Ausente
Virtualmente
ausente
1.O00
0.20
10.50
' Esta norma americana,segun la traducción de Maflinez de Bastaran, en Nancerow, 1977
4.
cico tiene lugar debido a la presencia en el agua del anhídrido carbónico, que da lugar a la siguiente reacción:
CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS
GENERADAS POR LAS ACTIVIDADES
MINERAS
CaCO,
Independientemente de la fuente que da origen a las
aguas residuales, éstas se dividen en dos grandes grupos:
- Aguas alcalinas o con bajo potencial de solubilización,
+ CO, + HO,
Ca--
--+
+ 2HCO;
El contenido en ion bicarbonato en las aguas es el que
marca la alcalinidad de éstas, midiéndose tal característica en mgll mediante la expresión:
Y
- Aguas ácidas o con alto potencial de solubilización.
De acuerdo con White (1968), una clasificación más detallada de las aguas mineras es la de la Tabla 8.IX.
TABLA 8.IX
CLASE
1. Altamente ácidas
2. Blandas, ligeramente ácidas
3. Duras, neutras a alcalinas
4. Blandas, alcalinas
5. Muy salinas
6. Blandas, ácidas
4.1.
PH
1,5 a
5,O a
7,Oa
7,5 a
6 a
3,5 a
4,5
7,O
8,5
11,O
9
5,5
Aguas alcalinas
Las aguas alcalinas se producen en las explotaciones
mineras cuando las filtraciones desde la superficie o desde acuíferos suprayacentes circulan a través de materiales calizos y dolorníticos. La disolución del carbonato cal-
Las aguas alcalinas pueden ser, aunque no es frecuente, tan perniciosas como las ácidas. Los materiales rocosos recién excavados dan lugar a una mayor aportación
de contaminantes que los terren0.s de igual litologia pero
no alterados, ya que los estratos presentan materiales
más fácilmente lixiviables. Algunas aguas alcalinas contienen altas concentraciones de hierro ferroso, que tras su
oxidación e hidrólisis pueden llegar a cambiar el drenaje
al tipo ácido. Estos tipos de descargas son más comunes
en minas subterráneas que de cielo abierto.
-
4.2.
.
-
-
-
-
-
Aguas Bcidas
Cuando los yacimientos que se explotan son de carbón,
de sulfuros metálicos o de uranio, y quedan expuestos a
la meteorizaciór: grandes cantidades de niinerales sulfurosos (pirita, marcasita, pirrotina, blenda, etc., que se denominarán a partir de ahora ccn el término gonérico de pir i t a ~se
) forman las denominadas aguas ácidas. Para que
esto tenga lugar son necesarias unas condiciones aerobias, es decir la existencia de cantidades suficientes de
agua y oxigeno. y simultáneamente la acción catalizadora
de bacterias.
Los factores que influyen en la generación de las aguas
ácidas a partir de los materiales rocosos que contienen pirita son los siguientes: el pH, la cantidad de oxigeno en
la superficie de la pirita, la modologia de los minerales sulfuroso~presentes, la temperatura, el ritmo al que los productos de reacción son evacuados del lugar de reacción,
la capacidad de neutralización de las rocas de estéril en
el área de reacción, la humedad y la disponibilidad de
dióxido de carbono, nutrientes y elementos traza esenciales para la existencia de microorganismos.
Jonh (1987) ha demostrado que el factor más critico en
la oxidación de la pirita es la disponibilidad de oxígeno y
que la concentración de oxígeno es lineal, lo cual atribuye
a la complejidad de los mecanismos de adsorción-desadsorción en el lugar de reacción. En la Fig. 8.4, se indican
las reacciones que tienen lugar en las diferentes etapas
de formación de las aguas ácidas.
REACCIWES EN ETAPA8 I y 11
TI-",
F . $ , I , I + ~ a, r H,o-F:'
ETAPA 1
W
ri*'+'l. o , t n f -
F.*'+$
+zs':
+
ZM.
n,o
+ ~ ~ O - f . ~ O H I , ~ r l ~ LH'
f.''
!
REACCIONES EN ETAPA 111
F."t).
4 + + i b - ~ . * ' t h &O
ción de los microorganismos puede llegar a reducir la cantidad de ácido sulfúrico en un 75 %.
El vertido de las aguas ácidas procedentes del d r e n a j e
de minas en operación o abandonadas plantea problemas:
los ecosistemas fluviales se degradan pudiendo llegar a
extinguirse la vida acuática; se imposibilita el empleo de
esas aguas para el abastecimiento a poblaciones, pues,
por un lado, el agua se hace fuertemente corrosiva y, por
otro, aumenta la concentración en metales como el hierro,
manganeso, aluminio, magnesio, arsénico, selenio, cinc,
níquel, etc., al elevarse su solubilidad.
El drenaje ácido de las minas parece a simple vista !¡mpio e incoloro pues todos sus contaminantes son solubles
en el agua ácida. Pero cuando un río contaminado entra
en contacto con un curso de agua limpia, los ácidos son
parcialmente neutralizados y el hierro comienza a depositarse en forma de hidróxido férrico, dejando el caracteristico revestimiento amarillo y rojizo del lecho del río que Ilega a constituir un impacto paisajístico.
Otros problemas que presentan las aguas ácidas son
los posibles danos a estructuras metálicas y de hormigón,
la destrucción o inhibición de la cubierta vegetal implantada en los terrenos restaurados, la adsorción de los cationes metálicos por parte los sedimentos orgánicos e inorgánico~,por algunas plantas acuáticas y por especies piscicolas; la contaminación de acuiferos, etc.
_I
Figura 8.4. Etapas en la formación de aguas ácidas (Ferguson
y Erickson, 1987).
.
Primero, se produce el sulfato ferroso que al ser oxidado nuevamente se transforma en sulfato terrico, y este a
su vez al reaccionar con el agua da lugar al hidróxido férrico, que es insoluble y es el que provoca la coloración amarilla de las aguas, y al ácido sulfúrico. Es importante destacar que una tonelada de pirita, cuando se oxida totalmente, produce casi una tonelada de hidróxido férrico y
cerca de tonelada y media de ácido sulfúrico.
Por último, el ion férrico se ve afectado por las reacciones de oxidación-reducción con el sulfuro de hierro pasando a sulfato, tal como se indica en la Fig. 8.4.
En la oxidación del hierro ferroso a férrico interviene la
acción catalizadora de algunas bacterias, pues de lo contrario el tiempo de transformación seria mucho mayor. En
la primera etapa del proceso de formación de las aguas
Acidas, el pH está próximo a 7 y la oxidación debida al
aire y la debida a las bacterias, fundamentalmente a la
*Thiobacillus ferrooxidans~~
se producen a un ntmo semejante. El carácter alcalino del agua subterránea neutraliza
parcialmente la acidez que se ha producido lentamente.
En la segunda etapa se acumula el ácido formado. descendiendo el pH y predominando la oxidación de la pirita
por la acción bactxiana. Y en la Última etapa, el pH desciende por debajo de 3 en ias proximidades de los granos
de pirita, variando la generación de ácido al aumentar la
solubilidad del hierro y disminuir la precipitación de hidróxido férrico. El ion Fe-* es oxidado a férrico por la acción
de las bacterias, y a su vez este último oxida a la pirita
produciendo más ácido, como se ha indicado.
La actividad de las bacterias es muy importante en los
pH inferiores a 3, habiéndose comprobado que la inhibi-
Foto 8.1. A
5.
~
ácida
U ~ en el fondo de una mina de carbón.
TECNICAS PREVENTIVAS DE FORMACION
DE AGUAS ACIDAS
Las técnicas preventivas son aquéllas encaminadas al
control de la oxidación de la pirita, y pueden clasificarse
en tres grupos de métodos: los Métodos de Barrera, que
intentan aislar la pirita de los elementos meteorizantes o
del sistema de transporte hidrológico; los Meiodos Químlcos, que modifican la composiciór! de las soiuciones de
agua en los materiales rocosos y limitan las posibilidades
de reacción; y los Métodos de Inhibición Bacteriana, que
rompen el proceso de oxidación ciclico catalizado bioIó,gicamente.
- .- . .
Como las técnicas preventivas indicadas están relacionadas con los sistemas de circulación y control del agua.
se recogen estos últimos en la Tabla 8.X.
.
.
-
i
1
l
l
l
1!
TABLA 8.X
CONTROLES DE AGUA
SUBTERRANEA
CONTROLES DE AGUA
SUPERFICIAL
SISTEMAS DE
CONTROL DEL
AGUA
.-O>
:=
)
.-Q
.
m
m
m
-a
O
'
x
O,
%
%S
Reducción de la
permeabilidad de
estratos suprayacentes.
m
u
O
C
<I)
u
m
n
m
W
u
'
D
a
u
FUENTES DE
AGUA
Capas de carbón y estra- Estratos asociados con capas de carbón.
tos saturados.
0
0
-
Otros estratos que actúan
con fuentes de agua.
Filtraciones a través del yacimiento.
0
Inundaciones superficiales.
0
0 0 0 0
0 0 0 0
Entrada de agua a través Sistema de juntas en el macizo rocoso.
de fracturas.
o
Fallas y zonas de fractura.
0 0 0 0
Infraestructura minera Minas subterráneas abandonadas (galerías interconstruida.
conectadas).
0
Minas a cielo abierto y
abandonadas.
0 0 0 0 0
Chimeneas y sondeos.
0 0 0
Pozos y excavaciones
abiertas.
0 0 0
Métodos de barrera
Dentro de este grupo se distinguen las siguientes
técnicas:
- Aislamiento del oxígeno
0
0
0
Fracturas en zonas de subsidencia.
- Revegetación de los terrenos
- Aislamiento del agua
0
0 0 0 0 0
Entrada de agua a través Filtración superficial general.
de la superficie.
5.1.
0
o
O
0
0
0
0
0
0..
A. Rcvegeiacion de los terrenos
Se ha comprobado en la práctica que la explanación y
revegetación de los terrenos ayuda a mejorar la calidad
de las aguas. Esto probableniente es debido a las restricciones físicas del sistema (Kleinmann y Erickson, 1986) ya
que la compactación de los materiales reduce la exposición de la superficie de la pirita al agua y al oxígeno. La
cubrición de los estériles con suelos y vegetación incre-
mentan también la evapotranspiración y restringen la migración del agua, y posiblemente la del oxígeno, hacia la
zona pirítica. El oxígeno es también evacuado de los poros del suelo por las raíces de las plantas, la respiración
microbiana y la descomposición de mulches orgánicos.
La revegetación es una técnica que coadyuva al control de formación de aguas ácidas, llegando en algún caso
a reducir éstas hasta en un 50 %, pero debe complementarse con otras técnicas como se comentará más adelante.
3.0 Impedir la penetración en el vertedero de vehículos,
animales, etc., que puedan dañar a la cubierta impermeable durante su construcción.
Los materiales que pueden emplearse en la impermea.
bilización de las superficies de escombreras, con las ventajas e inconvenientesque presentan, se indican en la Tabla 6.XI.
Un esquema típico de cubierta combinada que sirve
para prevenir la desecación y agrietamiento de las arcillas es el siguiente:
-
B. Aislamiento del agua
Esta clase de tratamiento físico consiste en aislar al material pirítico del agua como medio de reacción y como fluido de transporte de los productos. En la construcción de
.estas barreras físicas se utilizan los estériles de las minas, materiales de préstamo de canteras y materiales sintéticos. Alternativamente el desvío de las aguas superficiales, el drenaje y el tendido de los taludes pueden aplicarse para reducir el contacto entre el agua y la pirita.
En lo referente a los estériles piríticos, su colocación selectiva en los vertederos se emplea como una técnica de
barrera. Para aislar la pirita de la zona superficial húmeda
y oxigenada, así como de la zona saturada, se recomienda que esos materiales se ubiquen dentro de las escombreras en puntos secos y elevados. El esquema más utilizado, Fig. 8.5, consiste en colocar sobre el fondo de la
explotación, o más convenientemente sobre la cota del nivel freático previsto después de la restauración, una capa
de material permeable y alcalino encima de la que depositan los estériles piriticos para después cubrirlos con otros
estériles inertes compactados o materiales impermeables.
-
- -
- -- -
cm
CONSTRUCCION DE LA CUBIERTA
- Especies vegetales (estabilizan la superficie y mejora la estética del vertedero)
.
- Tierra vegetal (evita la desecación de las
20
arcillas) ................................ 20-30
(sirve de barrera a las
raíces) ................................. 50-200
- Capa de arcilla (evita el paso del agua) . 20-30
- Material grueso (actúa de barrera capilar).
- Material grueso
Para reducir el riesgo de rotura de las cubiertas impermeables y, consecuentemente, de la pérdida de control
de las aguas ácidas, puede recurrise a un diseño celular
de los vertederos combinado con la aplicación de bactericidas. Fig. 8.6. Esta práctica es la más adecuada cuando la vida de la mina es grande y se pretende impedir que
se inicien los procesos de oxidación de los materiales
depositados.
E S T E R I L M REC
r 3 U P E R F l C l E FINAL REVEPETAM
U 9 0 DE iNHlslOORES DURANTE
- U CO(UmIO(I
:'.
TALUD
'
PREWRAOI
T W O UAXIYO M M e
WRA PERMITIR U
COYPACTACION I U
REVEQETACION
S E U 0 0 INTERWO O P C I O U U PARA
CREAR LAS C E U A S O C O M P A R n
Y A i E R I A L CONPACrADO OURAWTE EL
DRENAJE DE PIE INTERIOR
M E N A J E SUPERFICIAL U T I L I U S O WRANTE U CONSTRUCCION
Figura 8.5. Colocación selectiva de materiales contaminantes.
Esta técnica de vertido selectivo es virtualmente impracticable cuando todos los estériles o una gran parte de ellos
son potencialmente ácidos. En tales casos se recomienda la impermeabilización superficial de las escombreras.
Los principios generales que deben seguirse son los
siguientes:
l . Cubrir los taludes y la superficie para evitar la infiltra-
ción del agua y la difusión del aire.
2.0 Estabilizar las plataformas y los taludes para reducir
la erosión por el agua y el aire.
2
Figura 8.6. . Seccibn. .transversal de un vertedero construido de
forma celular (Bell, 1987).
En otro contexto, dentro de los huecos de excavación
se suele recurrir al empleo de barreras de arcilla. En las
minas de carbón se colocan sobre los frentes descubiertos de mineral o huecos de labores antíguas anies de proceder al autorrelleno de los huecos Fig. 8.7., y en determinadas explotaciones cuando se pretende crear un lago
y los taludes expuestos contienen suficiente material pirítico que puede hacer que desemboque en un depósito de
agua ácida.
En otros casos, la arcilla se emplea para impedir que
el agua de los acuíferos interceptados entre en contacto
con los estériles alojados en los huecos, siempre que estos puedan dar lugar a un drenaje ácido. Fig. 8.8.
-
TABLA 8.XI
MATERIAL DE CUBIERTA
PERMEABILIDAD
DEL AGUA
(m/s)
VENTAJASIINCONVENIENTES
- Arcilla compactada
10-9 -10-11
Disponible en muchos lugares y barata. Fácilmente erosionable, y puede sufrir daños por agrietamiento y penetración de las raíces. Buen sellado si se protege y
mantiene.
- Tierras de cultivo compactadas
lo-'
Como en el caso anterior, pero generalmente más
permeables.
- Tierra vegetal compactada
10:s -10-8
Como en el caso anterior, más permeables. Duración
incierta.
- Turba
lo4
Necesita mantenerse en condiciones de saturación.
Normalmente impracticable en taludes de vertederos
muy pendientes. Coste medio.
- Hormigón y lechada de cemento
10-10-10-12
Sujeto a agrietamiento, heladas y datios mecanices.
Coste alto.
- Asfalto
Como en el caso anterior. Más impermeable y mayor
coste de instalación.
- Láminas sintéticas
Impermeable
Requiere un lecho de apoyo adecuado y una cubierta
protectora. Muy impermeable y duradera. Sujeta a
darios mecánicos y penetración de las raíces. Coste
elevado.
Fuente: Modificado de Bell (1988).
SUPERFICIE RESTINIDA7
F W J O DE AGUA
MSVlAOO W R U
U c l u
Figura 8.8. Colocación de capa de arcilla sobre el talud excavado para evitar la entrada de aguas subterraneas al hueco relleno de estériles. (Nodon. 1983).
TUEERIA DE ORENAJE
i
Figura 8.7. Sellado con arc~llade los frentes de mineral descubiertos.
C.
Aislamiento del oxigeno
El oxigeno se necesita para que se produzca la oxidación directa de la pirita, para el paso de ión ferroso a férrico, y para la respiración de las bacterias. El primer método de aislamiento del aire que puede emplearse es el de
inundación de sus labores, tanto en minería a cielo abierto como en mineria de interior. siendo en esta última don-
quieren un ambiente ácido para que su actividad sea óptima y, segundo, porque con pH cercanos al neutro el
hierro férrico precipita, con un posible efecto de recubrimiento de la superficie de la pirita y rotura del mecanismo
de oxidación.
Son muchos los métodos que pueden aplicarse, pero
entre ellos destaca el de la carga del agua con productos
alcalinos antes de que ésta entre en contacto con la pirita. En las minas a cielo abierto esto se puede hacer colocando material alcalino sobre la capa de rodadura de las
de se empezó a aplicar en la decada de los arios 60. Con
esta técnica se impide que el aire entre en contacto con
los materiales contaminantes, y por lo tanto se produzca
la oxidación de la pirita. Su aplicación exige unas condiciones muy estrictas, pues en las minas subterráneas es
preciso sellar todas las fracturas existentes y garantizar
que no se producen otras nuevas grietas, taponar los sondeos abandonados y efectuar cierres en los socavones y
labores, Fig. 8.9, que permiten el desagüe de las minas al
mismo tiempo que impiden la entrada de aire.
MURO
.-
.
.........
. ---- . ...-. - - .
.. . . . . .
--- . -.. .
y-
~
Figura 8.9. Cierre de galería de mina. (Modificado de Kim e! al. 1982).
I
i
En las minas a cielo abierto la viabilidad de esta técnica depende de la posibilidad de mantener estable el nivel
freatico dentro de los materiales que contienen pirita, pues
de lo contrario un descenso del agua provoca la acidificación de esta en los materiales suprayacentes. Un método
de control indirecto del oxigeno puede conseguirse mediante la colocación entre la atmósfera y el estéril piritico
de materiales consumidores de oxígeno, como por ejemplo el compost, los Iodos fecales tratados, etc.
Por último, en contraste con lo que sucede en las escombreras de estbriles gruesos, en los depósitos de residuos de lavaderos de carbón y estériles finos de plantas
de tratamiento, la presencia de oxigeno se limita a los niveles más superficialesdebido a la escasa difusión del oxigeno, y al consumo de este en la oxidacidn de la pirita y
por las bacterias existentes.
resultar costosos
Aunque los métodos descritos ~ u e d e n
constituir una soluen un principio, a largo plazo
ción permanente.
5.2.
pistas de transporte. en capas estratificadas en los vertederos, Fig. 8.10, o mezclado con los estériles. La adición
de caliza sobre las superficies a restaurar facilita el establecimiento de la cubierta vegetal e inhibe la formación de
aguas ácidas.
Una nueva técnica consiste en la colocación de materiales alcalinos (mezcla de sustancias de alta y baja velocidad de disolución, como por ejemplo calizas y briquetas
o / . CAPA UNICA DE CALIZA EN SUPERFICIE
Métodos quimicos
C A P k S DE C A
Los métodos químicos intentan romper de varias formas
el sistema de drenaje de aguas ácidas.
i
l
A.
Adicicin alcalina
Las sustancias más utilizadas son los compuestos alcalinos tales como el hidróxido sódico ( ~ a ~ ~ , scaúsosa
tica). la caliza (CO,Ca), la cal (CaO, Ca(OH),) y el carbonato sódico (Na2 C03). La adición de estas sustancias,
además de producir la neutralizaciónde las aguas ácidas,
crean un ambiente desfavorable para la oxidación de la pirita. Primero, porque las bacterias que oxidan el hierro re-
RELLENO INTERIOR -/'
b~ VARIAS CAPAS M CALIZA
Figura 8.10. co/ocac;ón de capas de materiales a/ca/inosen
verfederos interiores (Read. 1904).
de cenizas de sosa) en puntos estratégicos de la superficie donde se produce la recarga de los acuiferos. Con esto
se consigue una neutralización rápida y unas condiciones
alcalinas suficientes para mantener un pH casi neutro.
Por último, la adición de compuestos alcalinos, a través
de sondeos, a las aguas retenidas en minas abandonadas o en escombreras de estériles, se ha ensayado en diversas ocasiones, pero con resultados no demasiado buenos; pues, los productos químicos que se precisan deben
ser bastantes solubles, ya que de lo contrario pasaría
-omo con la caliza que al estar en suspensión actuarían
.-tos muy próximos al lugar de inyecci6n y, además,
-seguiría la neutralización de las aguas. pero
'- formacion de éstas, pues los materiajrian en la zona saturada y rápida.cia abajo interaccionando muy poco
de la zona no saturada.
,'
.-
't/a
f
estar en contacto con la humedad. Suelen tener forma cilíndrica, ya que es una geometría con una alta relación superficie/volumen, y tiene una actuación lenta cuando desciende la supeficie efectiva en el transcurrir del tiempo.
Los productos comercializados actualmente poseen tiempos activos superiores a los cinco años, habiéndose comprobado en algunas minas que al cabo de dos años la produccion de aguas ácidas se mantiene en unos porcentajes por debajo del 80 %.
Los costes de aplicación de los bactericidas comerciales varían entre las 130.000 y las 250.000 PTNha, si se
utilizan en forma de solución, y entre las 800.000 y
1.350.000 PTNha si se combinan las soluciones con el
sistema de pellets de efecto retardado.
.
Je fosfatos a los estériles tóxicos ralentiza la
:la pirita, debido a la formación de fosfatos
,solubles (Fe, (PO,), y FePO,), disminuyéndocentración de hierro férrico disponible para la
/ con la pirita.
,./ 2ntemente, se ha utilizado el apatito junto con ca/ nidróxido sódico para neutralizar las aguas de una
,
subterránea abandonada mediante la inundación de
/ labores.
En ensayos de laboratorio se ha visto que la adición de
; patito triturado en una proporción de 3 ppt (3 t por cada
1 .O00 1) reduce la formacion de aguas ácidas en un 96 %.
5.3.
Foto 8.2. Pastillas de bactericida. (Promac).
Métodos de inhibición bacteriana
La presencia de bacterias oxidantes del hierro controla
fuertemente la formación de aguas ácidas, ya que si esos
microorganismos se eliminan se consigue reducir la acidificaci6n en más de un 50 %. Entre las sustancias químicas más efectivas para inhibir a la bacteria Thiobacillus
ferrooxidans, se encuentran los surfactantes aniónicos y
los ácidos orgánicos.
El detergente aniónico más eficaz y económico es, hasta el momento, el Sodio Lauril Sulfato (SLS). Este compuesto se administra en forma de solución diluida, con
unas concentraciones del orden de 25 ppm, sobre la superficie de la escombrera, intentando saturar los primeros
20 6 30 cm, ya que es una zona donde se produce la oxidación de la pirita y además las aguas que percolen extenderan la acción bactericida a los niveles inferiores. Este
tratamiento se ha visto que es muy útil cuando los estériles son propensos a formar aguas ácidas antes de la revegetación, debiendo aplicarse mediante riego por aspersión durante la nivelacióri de los estériles y antes del extendido de los suelos. Pero esta técnica no puede ser considerada como un medio de control a iargo plazo, pues
sólo es efectiva durante unos meses.
En los Últimos años, se han desarrollado los bactericidas con efectos retardados. Estos consisten en unos pellets o pastillas en una matriz polimérica, un agente activo
y otras sustancias químicas, que actúan como agentes hidrófobo~o como generadores de porosidad, regulando la
d~fusióndel suríactante a la superficie y su disolución al
Por ultimo, a escala de laboratorio se han ensayado
otras sustancias como los sorbatos y los benzoatos utilizados en la conservación de alimentos (Erickson et al,
1985; Onysko, 1986). En concentraciones equivalentes, el
benzoato y el SLS, tienden a ejercer una acción ligeramente más intensa de inhibición que el sorbato. La efectividad de los diferentes inhibidores está afectada por la
naturaleza de los materiales estériles, ya que interviene
la afinidad de'adsorción, las interacciones químicas específicas, el pH, etc.
5.4.
Técnicas de predicción de formación de aguas
ácidas
Las técnicas para predecir el potencial de formacion de
aguas ácidas pueden dividirse en cinco grupos (Ferguson
y Erickson, 1986):
Estudios mineros regionales.
Modelos geologicos y paleoambientales.
3. Ensayos estáticos geoquirnicos.
4. Ensayos cinéticos geoquimicos.
5. Mode!os matemáticos.
1.
2.
Los estudios mineros regionales suponen un examen y
muestre0 de minas en operación y abandonadas próximas al área del proyecto. Con los datos recogidos y te-
-
-
Estos ensayos son llamados estáticos, por no Conside.
rar la velocidad relativa de producción de ácido y su consumo. El ritmo de liberación de la acidez a partir de la oxidación de los sulfuros y de la alcalinidad por medio de la
disolución de los carbonatos puede ser diferente y llegar
a afectar a la generación de las aguas de drenaje ácidas.
Geidel (1979) sugiere que la liberación de la alcaiinidad
está limitada por un valor máximo debido a la presión parcial del anhídrido carbonico, mientras que la de la acidez
no está limitada. Diversos investigadores han criticado el
uso de los ensayos estáticos y sugieren que solamente se
apliquen en los casos mBs simples donde la cantidad de
ácido producido o el material consumido por el ácido es
significativo. En cualquier caso, son muy Útiles para predecir la calidad del drenaje y, sobre todo, para indicar la
conveniencia de procedimientos más sofisticados.
Los métodos llamados cinéticos son ensayos de meteorización simulada, tambien de laboratorio. Tabla 8.Xll.
Aunque permiten obtener una mayor precisión, la interpretación es más dificil, se requiere mucho más tiempo y son
más costosos.
niendo en cuenta el entorno geológico se efectúan simples extrapolaciones.
Los modelos paleoambientales examinan las condiciones de deposición regionales de los minerales sulfurosos.
El azufre pirítico formado en aguas salobres o marinas
suele tener una mayor tendencia que el formado en aguas
dulces para generar aguas ácidas. Los modelos geológicos de una secuencia sedimentaria o de los yacimientos
ígneos/metamórficos son útiles pra estimar las dimensiones y la localización de las zonas con un potencial de formación de aguas ácidas.
Los ensayos estáticos geoquímicos comparan simplemente la capacidad de generar ácido y la de consumir Aste
por los carbonatos existentes en muestras de roca.
Fig. 8.1 1. Las técnicas evaluación AcidoJBase y la de relación PPAJAzufre se utilizan frecuentemente en las minas de carbón de Estados Unidos, mientras que la del Ensayo Inicial de Investigación BC se aplica en minas rnetálicas en Canadá. La determinación de los potenciales ácidos es similar a las tres técnicas, mientras que la de los
potenciales de neutralización son diferentes.
MUESTRA DE MATERIAL
I
POTENCIAL DE
NEUTRALIZACION
EVALUACION ACIDOBASE
(Sobek e l al., 1978)
- Se adiciona cantidad conocida de
-
POTENCIAL AClDO
(
POTENCIAL DE
NEUTRUIZACIONNETO
- Los valores negativos mayores
fre por el sistema LECO.
CIH. calor y titrato con NaOH hasta pH 7.
Se calculan las toneladas de
Caco3 equivalentes/l .O00t.
1
I
de 5 V I .O00 t indican un potencial
de producci6n de aguas ácidas.
- Se calculan las toneladas de
Caco3 equivalentesll.O00 t.
A
!
POTENCIAL DE
PRODUCCION
ALCALINA (PPA)
RELACION PPAIAZUFRE
(Caruaio et al.. 19i7)
1
- Se adiciona cantidad conocida de
CIH, agitar durante 2 horas. y
atiadir (itrato con NaOH hasta
AZUFRE CONTENIDO
cial alto de formación de agyas
fre en %.
ensayos eslAticos o cinéticos.
500 g de muestra. usando la curva de calibración NaOH-Caco3.
POTENCIAL DE
CONSUMO DE
AClDO
- Muestra de lilrato con H,SO,
POTENCIAL DE
PRODUCCION DE
es-
- - Se determina el contenido en
tandarizado hasta pH 3.5.
Figura 8.1 1.
RELACION PPAIAZUFRE .
fre por el sistema LECO.
- Se convierte a mg de CaCO, 1
ENSAYO INICIAL DE
INVESTIGACION BC
(Bruynesleyn y Hackl, 1984)
1 1
azufre por el sistema LECO u otro
alternativo.
Se convierte a kg de H$304/t.
1
PRODUCCION DE
- - Los valores negativos indican un
potencial de producciónde aguas
acidas.
Técnicas de predicción de formación de aguas acidas. (Ferguson y Erickson, 1987)
T A B L A 8.Xll.
(Ferguson y Erickson, 1986)
T E C N I C A S C I N E T I C A S D E P R E D l C C l O N DE D R E N A J E S ACIDOS
ENSAYO
1. Ensayo de confirmación de
investigación BC.
DESCRlPClON
. .
APLlCAClON
REFERENCIAS
,
- Muestra colocada en un recipiente Erlenmeyer de 250 ml Usado lrecuentemente Bruynesteyn y Hackl
con 70 ml de medio nutriente. cultivo de Thiobacillus ferrooxidans en pH = 2.2-2.5.
- Se coloca el recipiente en un Shaker giratorio a 35' C en atmósfera de CO, enriquecida.
Registro de pH y adición de mueslra.
- Si el pH se eleva sustancialmente entonces la muestra no
es productora de acido.
- Si el pH se mantiene bajo entonces la muestra tiene un cierto potencial acido.
en minas metálicas en
Canadá.
(1984).
-
2. Recipiente Shake.
r-
3. Reactor Soxhlet.
4. Célula de humedad.
- Muestra colocada en un Erlenmeyer de 11 con 600 ml de
agua o solución nutrienle.
- Serie de muestras ensayadas a distinlos pH iniciales. inoculaciones y temperatura.
Algo usado en minas Davidge (1984).
metalicas de Canadá. Halbert et al. (1983).
- Se utiliza reactor Soxhlet estandard o modificado.
Algo usado en minas de Sullivan y Sobek (1982).
- Se coloca agua en el recipiente, se evapora y se pasa por carbón en Appalachia, Renton (1983).
un condensador. El líquido condensado cae dentro de la placa porosa que contiene a la muestra y después retorna al
recipiente.
- Se analiza el lixiviado despues de 64 a 192 h. para una gama
de parámetros.
- La muestra se coloca en un recipiente de plexiglass conectado a un humidificador de aire.
- El aire pasa a través de la muestra durante 3 dias.
- Se hace pasar aire seco durante 3 dias y se añaden 20 ml
de agua al séptimo dia.
El IixMado se agita y se analiza para una gama de parametros.
- El ensayo se repite a las 8-10 semanas.
EE. UU.
Relativamente frecuente Caruccio et al. (1977.
en minas de carbón 1980).
de Appalachia,
EE. UU.
-,
5. LisimetroslColumnas.
- Muestra colocada en una columna y periódicamente lixivia- Relativamente usado en Sturey et a1 (1982).
Canadá y EE. UU.
da por agua destilada.
- Analisis de muestras lixiviadas para una gama de pa-
Apel(1983).
Ritcey y Silver (1981).
rámetros.
- Lixiviación para un periodo min~mode 8 a 10 semanas.
- Variaciones diversas en los procedimientos de lixivia~ión
descritos en la literatura.
6. Ensayos en pilas y cortas.
- La muestra de lodo uno se coloca sobre una superficie
impermeable.
- Las precipdaciones proporcionanun lixiviado que se recoge
en una balsa.
- Las muestras de lixiviado se analizan para una gama de
parametros.
- Los ensayos se llevan a cabo al menos duranle un ano
E s t o s e n s a y o s s o n m u y interesantes p a r a determinar si
l o s constituyentes minerales de l o s estériles s o n tóxicos
p a r a l o s microorganismos e inhiben s u crecimiento. Otros
e n s a y o s cinéticos permiten ver e l c a m b i o d e calidad d e
l o s líquidos lixiviados c o n e l tiempo. y u s a r e s o s resultad o s e n m o d e l o s fisicos y matemáticos de predicción
PocousadoenCanadáy Eger el al. (1981).
EE. UU.
Murray y Okuhara
(1980).
L o s m o d e l o s matemáticos s e h a n desarrollado recientemente p a r a predecir cuantitativamente l a calidad d e tos
drenajes. Estos m o d e l o s s o n m u y complejos y n o h a n sido
ampliamente validados o verificados c o n experiencias reales d e c a m p o .
TRATAMIENTO DE EFLUENTES
6.
6.1.
Eliminación de sólidos en suspensión.
Decantacíon
Los sólidos en suspension constituyen una de las fuentes más frecuentes de contaminación física de las aguas.
Esta se produce por la fuerza erosiva del agua que provoca en su circulación superficial el arrastre de partículas
sólidas.
El tratamiento más común consiste en retener las aguas
en unas balsas o reposadores durante un tiempo suficiente para que se produzca la decantación de los sólidos. Si
quimicamente el agua no está contaminada y se cumplen
los estándares de calidad, los efluentes se podrán verter
a un cauce público o reutilizar en las explotaciones, y en
caso contrario proceder a la depuración química de las
aguas con los procesos que se exponen en los siguientes
epígrafes.
Dado que las balsas de decantación constituyen un tipo
de obras complementarias a las de control de la erosión,
su calculo y dimensionamiento son objeto de estudio en
el capítulo 11.
6.2.
Neutralización química
El proceso de neutralización de las aguas ácidas mediante la adición de sustancias alcalinas es el que actualmente se lleva a cabo en la mayoría de las minas que producen esos efluentes.
El tratamiento en las plantas convencionales se realiza
en tres etapas: neutralizacibn, oxidación y precipitación.
Las reacciones principales que tienen lugar según el tipo
de agente alcalino que se utilice son:
1. Neutralización del ácido con una base.
Con cal:
Con caliza:
2. Oxidación del hierro ferroso o férrico.
Se lleva a cabo tomando oxígeno de la atmbsfera mediante la agitación de las aguas en unos tanques. Con
esto setonsigue modificar el estado del hierro haciéndolo insoluble.
3. Precipitaciones de los hidróxidos de hierro.
Los hidróxidos se forman al reaccionar el sulfato férrico cori los agentes alcalinos.
Con cal:
Con caliza:
La separación de los sólidos insolubles se realiza en decantadores circulares o rectangulares, ayudada por Ia ac.
ción de floculantes. La filtración en Sus diversas variantes
puede emplearse como sistema complementario.
Los agentes alcalinos pueden ser muchos: cal rápida,
cal hidratada, roca caliza, caliza en polvo, magnesita, do.
lomia, sosa caústica, cenizas de sosa e hidróxido de amonio. Pero de todos ellos, los que se usan en la práctica,
por razones económicas, son: la cal, la cal hidratada y la
caliza. En la Tabla 8.Xlll se comparan esos productos en
coste y por factor de basicidad.
TABLA 8.Xlll
AGENTE
ALCALINO
Cal rápida
Cal hidratada
Caliza en roca
Caliza en polvo
COMPOSICION
OUIMICA
FACTOR DE
8ASlCiDAD
COSTE
RELATIVO
CaO
CaO(OH),
C0,Ca
C0,Ca
1,79
1,35
1,O0
1.O0
1,60
2,30
1,O0
1,25
Equivalente en peso a C0,Ca.
La concentración de metales pesados puede reducirse
por precipitación, si bien es necesario tener en cuenta que
cada uno de loa metales precipita como hidróxido a pH distintos, por ejemplo el pH mínimo para el Pb-2 es 6,3, para
el Fe-2 es 9,5 y para el M r 2 es 10,6. Hay que tomar precauciones cuando están presentes metales anfóteros
como el cinc y el aluminio que se redisuelven en la solución si esta es demasiado alcalina.
6.2.1.
METODO CONVENCIONAL
En la Fig. 8.12 se representa el esquema de la planta
de tratamiento con cal de Lignitos de Meirama. La línea
de proceso comienza con la entrada del agua dcida a la
planta, a travds de un canal donde se mide el caudal y el
pH, pasa seguidamente a las cubas de neutralizacióndonde se adiciona la lechada de cal hasta alcanzar un valor
del pH entre 10 y 10,5, con el que se consigue que se formen los hidróxidos de hierro y manganeso. Estas cubas
disponen de unos agitadores que garantizan una mezcla
homogenea, transcurrido cierto tiempo.
En un depósito más pequeño se recogen las aguas de.
recirculación de los fangos del decantador y las aguas sucias procedentes del lavado de los filtros.-SeguTdameiite"
el agua pasa por gravedad a los tanques de aireación,
donde por medio de unas turbinas se consigue la oxidación del hierro ferroso y el manganeso.
En el canal de rebose de los tanques de aireación se
añade el policloruro de aluminio, que es un floculante primario. El agua entra a continuación en los decantadoresflociiladores transportando ya los pequeños flóculos de los
precipitados coloidales y materiales en suspensión. Para
producir el encadenamiento de esos flóculos y su posterior decantación se dosifica sobre la campana de reacción
un polielectrol~toaniónico, que es un compuesto polímero. El lecho de fangos que se forma en el fondo del decantador se barre hacia el centro mediante un rastrillo giratorio y su purga se efectúa desde la arqueta central
inferior.
.
El agua clarificada que sale del decantador pasa a unos
filtros de arena distribuyéndose por medio de unos canales longitudinales. El material del lecho de filtrado suele
ser arena silicea, que es soportada por un falso fondo
constituido por losas prefabricadas de hormigón armado,
que disponen de unas boquillas que sirven para colectar
de forma uniforme el agua filtrada y distribuir el agua y el
aire de lavado necesarios para la limpieza del filtro.
- . niie
7-son aportados por un canal longitudinal situado en la parte inferior.
Figura 8.14. Secciones de un filtro de arena.
Figura 8.1 2 . Esquema de la planta de tratamiento de aguas de
Lignitos de Meirarna.
Foto 8.3. Tanques de aireación.
Figura 8.13. Sección vertical de un decantador.
De la bateria de filtros, el agua pasa a un depósito de
ajuste de pH, donde tras medirse éste se adiciona ácido
sulfúrico, si es necesario, consiguiéndose la mezcla y homogeneización mediante un agitador rápido del tipo turbina con palas. A la salida existe otro pH-metro que realiza
el ajuste fino y que va provisto de alarma que en caso de
anormalidad cierra la entrada de agua a la planta depuradora.
En cuanto a los fangos producidos, se envían directamente a unas balsas de almacenamiento donde una vez
secados se extraen y se extraen y se vierten en las escombreras mezclados con los estériles rocosos, aprovechando una parte de ellos en los trabajos de revegetación.
Respecto al empleo de caliza, en lugar de cal, en las
plantas convencionales ésta tiene algunas ventajas entre
las que destacan: es un producto barato. abundante y
poco peligrdso; no se requiere un control muy sensible en
su alimentación y los Iodos que se producen son mucho
más densos y más fáciles de manejar. Por el contrario,
los inconvenientes que plantea son; el largo tiempo de retención que se precisa para la neutralización, sobre todo
cuando contienen cierta cantidad de dolomía, y la falta de
economía si se. precisan cantidades..muy grandes.
En la Fig. 8.15 se representa el esquema de tratamiento propuesto por el U.S. Bureau of Mines, en el que la caliza se reduce a una granulometria de unas 5 a 10 micras
mediante un molino autógeno. Este material se mezcla
con agua para formar una suspensión que se adiciona al
flujo de agua ácida. Después se pasa a un tanque de aireado dande se desprende el anhidrido carbónico formado y se oxida el hierro ferroso. Los Iodos de yeso y los óxidos de hierro se separan en los tanques de sedimentación.
Como ya se ha indicado, la principal limitación de este
método está en la lenta oxidación del hierro, pues en el
intervalo de pH (6,8 a 8,O) en el que se opera en este tratamiento la velocidad de oxidación del hierro oscila entre
10 y 25 ppm/min.
. .
&LIYEI(TAm
DC C A L I Z A
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AOUA A C I D I
AULI.18
pH, 2 . 8
W A L DC Y C Z U A
?Y
**
M L UUA M
f..
%**m
r e TOTAL. 8.0
A C l M Z . 1-.
C.. 1 *P.
Figura 8.15.
rrr
-a
I A L U O€ 8 € D I Y C Y T * C ~
Tratamiento de neutralización de aguas ácidas con caliza (Kim et al, 1982).
Con el fin de aumentar la capacidad de tratamiento, reducir las dimensiones de los tanques de aireación y el
consumo de energía que se precisa para la oxidación del
hierro se estiln llevando a cabo investigaciones sobre posibles catalizadores como el carbono activado, las bactenas ferro-oxidantes, partículas de arcilla. etc.
DALIA
.C A N A L REVESTIDO-
6.2.2.
mlu:
SISTEMA ILS (IN LlNE SYSTEM)
-1
-.
con t r c o u r i i ~
.
Este sistema ha sido desarrollado por Ackman y Kleinmann (1984) del U.S. Bureau of Mines de Estados Unidos con el fin de airear el agua mediante un mecanismo
sencillo y de reducido coste. Consiste en unas bombas de
inyección que se instalan en un punto próximo del extremo de la tubería del bombeo. Fig. 8.16. Estas bombas fabricadas de PVC disponen de dos entradas, una para el
agua y otra para el aire que se succiona por efecto Venturi al circular el fluido. dando lugar a la primera etapa de
aireación.
El agua, después de atravesar el difusor, llega a un
mezclador estático formado por una serie de tubos de
unos 30 cm de diámetro dentro de los cuales existe una
hélice que fuerza al fluido a seguir un movimiento turbulento que favorece la mezcla y aumenta la reactividad.
Los requerimientos de aireación varían en función de la
concentración de hierro y del caudal tratado. El ritmo de
oxidación del Fe" depende fundamentalmentedel oxíge-
~
otscAcron
&:niA
ESTATICO
Figura 8.1 6. Instalación de tratamiento con sislema ILS.
no disuelto y del pH. En ensayos reales se ha visto que
para pH bajos (4,6 a 5,5)la oxidación del hierro se acelera de 10 a 400 veces y para pH casi neutros (6,9 a 7,5)
por 1000. En 10s tratamientos convencionales es preciso
elevar mucho el PH para conseguir una oxidación rápida
del hierro.
DESCARGA DE AGUA DE MINA
AIREADA Y NEUTRALIZADA
/
MEZCLADOR
ESTATICO
ción y consiguiente precipitación de hidróxidos se produzca fuera de los cauces naturales.
Los principales inconvenientes que plantea este sistema son: la necesidad de disponer de.un gran volumen de
agua en las proximidades, la construcción de balsas
aguas abajo para decantar sólidos en suspensión, dimensiones suficientes de los huecos para alojar a todo el agua
y a los precipitados y permitir además un tiempo de retención adecuado. Este sistema requiere obviamente unas
condiciones de aplicación muy especificas, pero puede ser
la solución mhs económica en algún caso de abandono
de mina.
Osmosis inversa
6.3.
IMETRO
La Ósmosis inversa es un sistema efectivo de removilización de los iones polivalentes de las aguas de drenaje.
En la Tabla 8.XIV se presentan los datos de tratamiento
de efluentes de minas de carbón. Todos los metales pesados llegan a suprimirse en un 99 % como media.
TABLA 8.XIV. TRATAMIENTO DE EFLUENTES
MINEROS POR OSMOSlS INVERSA
ELlMlNAClON (%)
BOMBEO DE AGUA
ACIOA DE MINA
Figura 8.17. Esquema de insfalacibn de una bomba de inyección y de un mezclador estático (Ackman y Kleinmann, 1984).
Si el sistema se utiliza además para la neutralización,
la cámara de succión también sirve para aitadir el material alcalino, por ejemplo caliza, NaOH, KOH o caliza'molida. Alternativamente, el material neutralizante puede inyectarse en la línea por medios mecánicos antes de entrar en las bombas de inyección. La oxidación del Fe'2 se
consigue en pocos segundos, por lo que el sistema combinado de neutralización y aireación produce resultados
muy satisfactorios.
Otras experiencias de preaireación son las llevadas a
cabo por Jageman et al (1987) que han demostrado que
cuando las aguas Acidas de mina contienen carbonatos disueltos Bstos reaccionan con la cal hidratada para formar
carbonato de calcio, aumentando el consumo del agente
neutralizante requerido y el volumen de Iodos formados
durante el proceso. La preaireación actua de manera que
(OS carbonatcs ciisueltos se removilizan produciendo Coz
antes de I& etapa de neutralización, repercutiendo favorablemente en los costes de tratamiento.
6.2.3.
NEUTRALIZACION CON AGUAS FRESCAS
Consiste en la introducción de aguas fluviales frescas
en las labores de las minas abandonadas que producen
efluentes ácidos. Con ello, se consigue que la neutraliza-
Ca
Mg
Fe, total
Al
Mn
Cu
SO4
Acidez
Conductancia
-
98 a 99,8
98,5 a 99,8
98,5 a 99,9
91,7 a 99,2
97,8 a 99,i
98,7 a 995
99,3 a 99,9
81,O.a 91,7
9 5 0 a 99,9
La ósmosis inversa es un proceso que consiste en la utilización de una membrana que deja pasar el agua, reteniendo en un lado los contaminantes. Estas membranas
tienen un espesor de unas 100 micras y están constituídas por una película de acetato de celulosa. La recuperación de agua limpia es alta, llegando a valores del 90 %
de la total. Esta recuperación está limitada por la precipitación de las sustancias sobre la membrana cuando éstas superan el punto de saturación. La primera sustancia
que precipita es, generalmente, el sulfato cálcico.
Este sistema. de tratamiento tiene diversos inconvenientes, entre los que destaca la pérdida de rendimiento al obstruirse las membranas, el alto coste y la dificil manipulación de los Iodos.
6.4.
Intercambio ionico
Al igual que el sistema anterior, el tratamiento de las
aguas ácidas por intercambio iónico con resinas sintéticas
de alto peso molecular permite obtener agua con un alto
grado de pureza e incluso recuperar metales pesados,
pero plantea numerosos inconvenientes como son el ensuciamiento progresivo de las resinas, la interferencia de
los iones. la capacidad de carga limitada, los elevados
costes de operación y el almacenamiento de las soluciones de regeneración.
6.5.
Tratamiento en ciénagas con especies
vegetales y calizas
Basándose en observaciones sobre ciénagas y pantanos naturales, numerosos investigadores (Hunstsman et
al, 1978; Wieder et al, 1982; Kleinmann et al, 1986), desde finales de los 80, están estudiando y evaluando la utilización de esos lugares como sistemas de bajo coste y
conservación para el tratamiento de aguas ácidas de
mina, sobre todo de explotaciones abandonadas, que producen pequeños caudales de efluentes.
Inicialmente las áreas de tratamiento se construyeron
simulando ciénagas naturales donde dominaban diferentes tipos de musgos: &phagnum recurvum, Sphagnum
brevifolium, Sphagnum fimbricataa>, pero la experiencia
ganada en el campo ha demostrado que también son muy
efectivas las plantas emergentes como son las del génees decir aneas, espadañas y amentos.
ro -Typha>~,
La eliminación de metales se produce por diversos procesos: por absorción, especialmente por intercambio iónico, por oxidación debido a las bacterias, por la captación
de las plantas como nutrientes, por precipitación como minerales sulfurados en el ambiente del sustrato inferior y
por la simple filtración.
Las especies -Sphagnum~tienen una gran superficie y
son extremadamente eficientes como medio de intercambio iónico y, además, actúan como un buen filtro de las
partículas de hidróxido férrico. Las especies -Typhas,a son
muy efectivas a pesar de no tener una gran superficie, ya
que son capaces de retener eficazmente hasta 300 ppm
de Fe y 200 ppm de Mn en el tejido radicular rizomatoso, y 45 ppm de Fe y 52 ppm de Mn en las hojas. Además, estas plantas emiten a través de sus raices oxígeno
atmosférico y anhidrido carbónico, que favorecen la acción oxidante de las bacterias en el sustrato rico en materia orgánica. También las algas contribuyen a la eliminación de metales.
El tratamiento natural finaliza con la neutralización del
agua aprovechando los afloramientos calizos que existan
en las proximidades. En resumen, cuando las aguas ácidas atraviesan esas charcas las especies vegetales son
capaces de reducir la concentración de hierro, manganeso, calcio y magnesio elevando su pH, por ejemplo de 2,5
a 4,5. y con la acción neutralizante de los materiales alcalinos alcanzar pH entre 6 y 7.
Los criterios constructivos de las ciénagas,. dados por
Kleinmann (1986). son los siguientes:
Las dimensiones deben permitir el tratamiento de los
caudales de efluentes en cualquier época del año y
para las precipitaciones que se produzcan.
El área mínima debe ser de 300 m2/Vs y como área
media se utiliza 900 m2/11s.
2.' Debe minimizarse la velocidad de circulación del
agua y maximizar el tiempo de retención en el
sistema.
3." Mantener láminas de agua entre 5 y 50 cm.
4:
Proporcionar un suelo Óptimo a las plantas hidrofitas
(tales como la Typha) formado por materia orgánica
descompuesta (turba) con cierto contenido de suelo
mineral.
1.O
5.0 Evitar las circulaciones Cortas del agua mediante la
construcción de canales.
6.0 Disponer entramados de aneas que cubran aproxi.
madamente el 40 % de la superficie total.
7.< Colocar un lecho de caliza para ayudar a la neutral,.
zación del pH.
8.' Construir pequehos saltos o estructuras de aireación
a lo largo de los canales de caliza.
Figura 8.18. Anea.
En la Fig. 8.19 se pueden ver dos diseños de ciénagas
utilizados en el tratamiento de aguas ácidas en Montana;
el primero para un caudal de 1 Vs, un pH de 2,f y Ünas
cantidades totales de Fe, Al, Mn y concentración de sulfatos de 284, 178, 1,51 y 2.618 mgll respectivamente, y
el segundo para un caudal entre 0,4 y 0,5 lis con un pH
de 3,1.y cantidades de Fe, Al, Mn y sulfatos de 148, 47,
1,2 y 1.560 mg/l respectivamente.
En cuanto a los costes de construcción, las cifras varían desde las 7.000 pTNm2 para las ciénagas srandes
has!a las 17.000 P T A I ~ ~para las pequeAas (Hiel y Kerins, 1987).
6.6. Tratamientos biológicos
Estos sistemas aprovechan la capacidad de las..bacte. .. - - .. rias. m la ~Desulphovibrodesulfuncans~~.
para reducir
en un medio anaerobio los sulfatos que transportan los
efluentes produciendo precipitados sulfurosos de los metales disueltos.
ESTRUCTURA Df blREbClOY
FSTRUCTURA ü€ AIREY1CU
ENTRACM Df bGUA
PLANTA
-
M A C O L L A DE VEOETPiCIOH
CAPA DE ARCILLA
Figura 8.1 9.
Foto 8.4.
Diseños de ciénagas para tratar grandes (a) y pequeíios (b) caudales (Hiel y'Kerins, 1987).
Ciénaga en fase de construcción.
Este tipo d e tratamiento se encuentra sólo en fase de
experimentación, habiéndose llegado al nivel de planta piloto (Nakamuro, 1988), pero aún plantea inconvenientes
que hacen inviable su aplicación a escala industrial.
- ACKMAN. T. E.: c<SludaeDis~osalFrom Acid Mine Draina~e
~reatmeni.,.Rl-8762, í982. '
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Acid Mine Drainagcs, B F Goodrich 1986.
. - -
.
'
CONTROL DE LAS VIBRACIONES Y ONDA AEREA
PRODUCIDAS POR VOLADURAS
Para solventar este problema será necesario una mayor cualificación de los responsables de las voladuras, con
el fin de reducir los niveles de las perturbaciones a un coste aceptable. Además, es recomendable, e incluso necesaria, una labor de información y de relaciones públicas
por parte de la dirección de la mina, que en algunos casos puede llegar a ser más eficaz que otras líneas de
actuación.
En este capítulo se analiza la teoría de generación y propagación de las vibraciones y onda aérea producidas por
las voladuras, los criterios de daños existentes en la actualidad y de una manera especial, los parámetros de diseño que debe considerar el especialista para controlar
esas alteraciones ambientales.
Dentro de una explotación minera, la perforación y vojura ocupa un lugar destacado, no sólo por su peso den) del coste de operación, sino incluso por su influencia
,ecta en los rendimientos y costes de las otras fases del
:lo: carga, transporte y trituración.
Las alteraciones principales que originan las voladuras
~n:vibraciones, onda aérea y proyecciones de roca.
3.9.1. Todas ellas pueden, en algunas circunstancias, onlar daños potenciales en las estructuras próximas y ade5s ser causa de conflictos permanentes con los habitan;cercanos a la explotación.
-
'.
DlRECClON DEL VIENTO
@ /
ONDA
/
A\
/
'
/ AEREAO
/'
IES\~---@~ME$~A
3 a
Figura 9.1
DE LA VELOCIDAD
n PaRTicuLa
- --
'
7
<
e
&
Perturbaciones or~g~nadas
por /as voladuras de rocas
LONQITUD DE ONDA
i
Figura 9.2. Movimiento ondulatorio sinusoidal,
.
-
.
*:-<-
Foto 9 1
'
--
.=*y.;*\
* ;-$\
Las fórmulas de cálculo de cada uno de estos parámetros son las siguientes:
-z
Voladura en banco de una mina a clelo abrerlo
Frecuencia =
2. VIBRACIONES DEL TERRENO
n.O de ciclos
(Hz)
unidad de tiempo
Amplitud (S) = Máximo desplazamiento de la onda
Velocidad de partícula =
2.1.
Tipos de perturbacion derivadas de las
vibraciones
Cuando un explosivo detona dentro de un barreno, se
produce una liberación súbita de energia que se propaga
radialmente en todas las direcciones, no circunscribiendose su actuación al volumen de roca que se desea fragmentar.
El fenómeno de propagación de dicha energía es muy
complejo y depende de la presión de explosión que genera la carga dentro de los barrenos y de otros factores que
intervienen en el proceso de la voladura, tales como las
tensiones generadas en el agrietamiento del macizo y la
penetración de los gases en las discontinuidades, las propiedades de las rocas, etc. La energia no aprovechada se
manifiesta en el entorno como una perturbación en forma
de onda elástica amortiguada, cuya intensidad es directamente proporcional a la energia desarrollada en el punto
emisor.
Los efectos de las vibraciones pueden clasificarse en
tres grupos:
- Molestias a las personas que se encuentren próximas
Suma de desplazamientos (S)
Tiempo
Longitud de onda =
Tensión =
Distancia
Frecuencia
Velocidad de partícula
Velocidad de propagación
Las ondas sísmicas se clasifican en: ondas internas y
ondas superficiales. Las primeras se propagan en el interior del macizo rocoso, existiendo dos tipos: ondas de
compresión P y ondas de cizallamiento S. La deformación
EFECTO DE LA PROPffiACIOH
EFECTO
M
LA W Y I K I O N
DE L A ONDA "P"
L A OWM
"c
--Y
a las voladuras.
- Danos estructurales y
arquitectónicos en las edifi-
caciones.
- Inestabilidades en los macizos rocosos
2.2.
Conceptos básicos del movimiento ondulatorio
Los parámetros básicos que intervienen en el estudio
de las ondas sismicas son la velocidad de partícula, la velocidad de propagación de las ondas longitudinales, las
tensiones inducidas, la disipación y la dispersión, la frecuencia y la longitud de onda.
Figura 9 3
Electos d e las ondas P y S sobre un edilicio
roca puede ocurrir por un cambio de volumen debila onda de compresión o por un cambio de forma dea la onda de cizallamiento.
1s ondas superficiales afectan a un espesor de roca
iximadamente igual a la longitud de onda. Las ondas
?rficialesson generadas por las ondas internas que no
ien transmitirse en el interior por condicionantes físio geométricos. La mayor parte de la energía es transada por las ondas superficiales, que además se ca?rizan por tener las frecuencias más bajas.
i
T
l
ONDA DE
COMPRESION
l
i
ONDA DE
ONDA
Cl24LLAMIENTO
SUPERFICILL
Figura 9.4. Ondas sísmicas.
odas las ondas sísmicas presentan una disipación o
ninucion de la amplitud del desplazamiento con la dis:¡a y las internas presentan incluso una dispersión en
ue las componentes de alta frecuencia viajan más rá) que las de baja frecuencia.
del terreno, generando ondas superficiales que no tienen
gran dispersión y que se disipan menos que las ondas
internas.
2.4.
Medida de la energía sísmica y ley de
transmisión
La vibración del terreno puede medirse por medio del
desplazamiento <.S)*, la velocidad de partícula <.v., o la
aceleración de partícula «an.
Si el desplazamiento es .S., se tiene
Si =f.> es la frecuencia del desplazamiento. la velocidad
de partícula y la aceleración, suponiendo un movimiento
ideal sinusoidal, vienen dadas por:
La velocidad de particula es el parámetro más representativo de las vibraciones y el más utilizado en los estudios de voladuras.
Los dos factores principales que afectan a los niveles
de vibración producidos en una voladura son la carga de
explosivo y la distancia. Una de las expresiones más empleadas que correlaciona tales parametros y que permite
estudiar la transmisividad de esos movimientos sísmicos
es la siguiente:
donde:
v
D
= Velocidad de partícula (mdseg).
= Distancia de la voladura al punto de medición
Q
H, u, (3
= Carga máxima por número de detonador (kg).
(m).
= Constantes empíricas.
La velocidad de partícula en función de la carga sigue
una expresión de la forma:
Figura 9.5. Dispersión y disipación de las ondas.
I. La fragmentación de la roca como mecanismo
fuente de fibraciones
La fragmentacion de la roca por un explosivo incluye:
generación de una onda de tensión por la presión de
rreno, el desarrollo de un sistema de grietas asociado
a onda de tensión, la extensión y apertura de las grie; por la penetración de gases a alta presión y la libera)n y aceleración de la masa rocosa fragmentada a una
terminada velocidad.
La apertura de las grietas por la expansión de los gas es el mecanismo que mas contribuye a la vibración
donde <<a,.,segun el U. S. Bureau of Mines; es del orden
de 0,8.
La relación entre e! nivel de vibraciones y la distancia
a f orma:
sigue una expresión de lo
tomando ccb~un valor próximo a 1,6.
La ley resultante es entonces:
o bien,
que puede expresarse de la forma:
El registro puede hacerse sobre papel fotográfico o bien
en un soporte magnético que posibilita un estudio más detallado con su posterior reproducción.
El registro se denomina sismograma, y puede ?efíejal---- las tres componentes del movimiento ondulatorio. Estas
son:
I
-
'
- Longitudinal L: mide la componente en la dirección
voladura-registro.
- Transversal T: mide la componente perpendicular a la
deben determinarse en cada
En realidad uH- y
caso mediante la realización de una campaña vibrogriifica en la que registrando s<v,,, para distintas cargas y distancias, se ajuste una curva a la nube de puntos obtenidos.
dirección de transmisión de la onda de vibración.
- Vertical V: mide la componente perpendicular al plano
de la superficie.
!
1
La velocidad de partícula total se obtiene por la combinación de las tres componentes en el vector resultante,
usando la fórmula:
2.6.
Criterios de daños
La elección de criterios o umbrales de prevención de daños de las vibraciones es una de las tareas más delicadas que exige el conocimiento de los mecanismos que intervienen en los fenómenos de las voladuras. Un criterio
arriesgado puede llevar a la aparición de danos en estructuras próximas y reclamaciones de sus ocupantes, mientras que un criterio conservador puede dificultar y restrin.
gir el desarrollo de la actividad explotadora.
Dentro de los daños que se pueden producir en las edificaciones, se pueden diferenciar tres categorías principales con un numero ilimitado de variantes dentro de cada
una de ellas:
1. Daños a equipos y material instalado dentro de la es-
Figura 9.6. Correlación entre la velocidad de parlicula y la distancia reducida * D / f l ~ .
Un registrador de vibraciones o sismógrafo consiste básicamente en un sensor y un registrador.
El sensor suele estar constituido por tres unidades independientes colocadas ortogonalmente. El sensor para
medir las velocidades de partícula es un transductor electromagnético que transforma el movimiento del terreno en
energía eléctrica.
El registrador proporciona un registro visual de la vibración producida por la voladura, de forma que permite su
análisis. Se basa en los cambios de voltaje producidos en
e\ sensor, que son calibrados, amplificados y referenciados introduciendo una escala de tiempos.
tructura. Incluye diversos conceptos tales como daños
a componentes electrónicos, daños a ordenadores,
etc.
2. Daños arquitectonicos. Esta categoría incluye todos
los daños que no afectan a la estructura o que la resistencia de ésta es capaz de soportar. Los tipos de
daños más usuales son: rotura de ventanas, agrietamientd de enlucidos y alicatados, daños en paredes
o muros que no son de carga y deformaciones en marcos de puertas y ventanas.
3. Daños estructurales. Considera todos los daños que
afectan a la integridad de la estructura.resistente del ,
edificio. lncluye grietas en cimientos, agrietamientos
de pilares, muros de carga, etc. y que pueden haber
sido causados y agravados por las citadas vibraciones.
De estas tres categorías, los danos arquitectónicos y estructurales han sido objeto de numerosos estudios, sin
embargo los daiios a equipos y aparatus instalados no
han recibido la adecuada atención.
Todo estudio de vibraciones debe basarse en las siguientes consideraciones:
- Importancia de la construcción, en términos de valor
histórico, sensibilidad de los equipos instalados, etc.
- Condiciones y caracteristicas de construcción del edificio
lI
l
I
- Empleo y funciones del edificio.
- Coste de reparación.
tes de reparación de los daños potenciales mejor que imponer unos criterios de prevención fuertemente restrictivos, siempre que exista una garantía absoluta de no producir daños a las personas u-otros seres vivos. .
En la Fig. 9.7. se resumen los principales criterios de
daños publicados por organismos y técnicos especialistas. En España la legislación vigente se recoge en el Reglamento General de Normas Básicas de Seguridad Minera. ITC 10.3-01 (Especificación Técnica 0380-1-85).
- ~epercusiónsocial de quejas y reclamaciones po-
tenciales.
Así pues. en algunos proyectos puede ser posible. dese el punto de vista económico. arriesgarse a unos cos-
AMPLITUD
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Figura 9.7.
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(1978)
1
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SE6URID;AD
CM YI~L~ T A W
1
: .1
100
200
530
M ~ X I M ADE PARTICULA ( m d a )
VIBRACIONES
(10 60 Hz.)
-
CLASE
I
CLAK
wss cigei)
NEW SWlS
STANDARD WRA
VBRAOONES M
EMFICIOS
UASE
CLASE
LEYENDA
CLASE 1
:
EDIFICIOS METALCOS O DE HORMIGÓN ARMADO.
CLASE
P
:
EDIFICIOS CON MUROS Y PILARES DE HORMlGC%. PAREES DE HORMIGÓN
UASE
m
:
EDIFIC~OS COMO
CLASE
IP
:
CONSTRUCCI&
LOS MENCIONAWS
O MAMWSTER¡A
ANTERIORMENTE PERO CON ESTRUCTURA DE
MADERA Y PAREDES M MAMPOSTER~A.
Figura 9 7.
MUY SENSIBLE A LAS VIBRACIONES; OBJETOS DE INTERÉS HISTÓREO.
Cnler~osd e daRos (contini~acion)
VELOCIDAD MAXIMA DE PARTICULA
I
l
I
I
EDIFICIO
NORMA DIN 4150
TIPO 1
'
1
1
1
1
I
DIN
4150
EDIFICIO
( v RESULTANTE)
EDIFICIO PUBLICO O INDUSTRIAL.
TIPO
n
TIPO
m * EDIFICIOS
:
l
(m.m/s.)
EDIFICIOS DE VIVIENDAS o A s i M i L n e L E s A VIVIENDAS.
EDIFICIOS CON REVOWS Y.ENLüC1005.
HISTORICO-AR~STICOS O QUE POR SU CONSTRUCCION SON SENSIBLES
A L A S VIBRACIONES Y NO ENTRAN EN LOS GRUPOS 1 Y U.
1
KONON y SCHURING
(1.985)
EDIFICIOS ANTIGUOS
E HISTORICOS
Figura 9.7.
Criterios de daños (continuación).
3. CONSIDERACIONES PRACTICAS EN EL DISENO
DEVOLADURAS
Los parametros que intervienen en la fragmentación de
las rocas se clasifican en cuatro grupos: Propiedades de las
rocas. propiedades del explosivo, geometría de las voladuras. y tiempos de retardo y secuencia de iniciación
El primer grupo no es controlable por el operador. pero
sí los otros tres que se analizan a continuación.
3.1-
del macizo rocoso
En la ley general de amortiguación de las vibraciones,
y
las constantes características ~~H~~
dependen de las
propiedades del macizo rocoso en que se produce la voladura. siendo.necesari0 conocer la geología local. el tipo
de roca. el espesor y tipo de recubrimiento.
Normalmente los valores de -6.. presentan poca variación. pero no así los valores de ..H.. que pueden tener una
gran dispersión
Las frecuencias de las vibraciones dependen, asimismo, de las propiedades del macizo y del espesor y tipo
de recubrimiento. En general, con rocas aflorantes y competentes, se tienen frencuencias altas (20-80 Hz), amplitudes bajas y amortiguación rápida, y en los materiales de
recubrimiento se tienen frecuencias bajas (10-20 Hz) y
amplitudes elevadas.
3.2.
Propiedades del explosivo
Las tensiones inducidas por el paso de la onda de choque en la proximidad de un barreno vienen dadas por la
expresión:
TABLA 9.1
TIPO DE EXPLOSIVO
NIVEL REUiTIVO
DE VIBRACION
Hidrogeles
Hidrogeles aluminizados
Una vez seleccionado el explosivo, es posible modificar la presión de barreno mediante las siguientes técnicas:
- Adición de materiales inertes y diluyentes al explosivo
base a granel.
- Aprovechamiento de la influencia del diámetro de carga sobre la velocidad de detonación.
- Variación de la velocidad de régimen de detonación
I
mediante el sistema de iniciación.
- Desacoplamiento y seccionado de la carga.
donde:
3.3.
PB
r
DS
x
Presión del barreno.
= Radio del barreno.
= Distancia del barreno al punto de estudio.
= Factor de amortiguamiento con un valor próximo
a 2.
=
En la Fig. 9.8. puede verse, para una carga cilíndrica detonada en granito, la correspondencia entre la velocidad
de partícula y la tensión inducida, cuya constante de proporcionalidad es la impedancia del medio.
A.
Geometría de la voladura y secuencia de
iniciación
I
Diámetro de perforación
El aumento de los equipos de carga permite trabajar
con mayores alturas de banco y, por tanto, con unidades
de perforación más grandes y altas cargas en los barrenos. Una técnica para obviar este problema consiste en
dividir con espaciadores la carga dentro de los barrenos
e iniciar cada una de éstas secuencialmente.
B.
Piedra y espaciamiento
Si la piedra es tan grande que los gases producidos encuentran dificultades para fragmentar y desplazar la roca,
estos gases se verán confinados durante un período de
tiempo demasiado grande y la energia de explosión acumulada, al reducir el movimiento de la roca, generará un
incremento considerable de los niveles de vibración del
terreno.
El esquema adoptado debe permitir una distribución espacial del explosivo adecuada, siendo necesario utilizar el
consumo específico correcto, ya que reduciendo éste un
20 % con respecto al Óptimo, los niveles de vibración se
multiplicarán por 2 y 3, como consecuencia de la falta de
energía para desplazar y esponjar la roca.
DISTANCIA REDUCIDA (m/Kg LR)
Figura 9.8
Relación ectre intensidades de vibración y tensiones inducidas.
Por tanto, los explosivos que generen presiones de
barreno más bajas provocaran niveles de vibración inferiores y estos explosivos serán los de baja densidad y baja
velocidad de detonación, Tabla 9.1.
I
CONSUMO ESPECIFICO
DE EXPLOSIVO ( ~ ~ / m 3 )
Figura 9.9. Efecto de la disminución del consumo especitico cobre el nivel de vibracion
l
I
i
tiguador. El espaciamiento consiste en dividir la columna
de carga mediante espacios cilíndricos vacíos.
C. Altura de banco
La longitud de las grietas radiales creadas alrededor de
10s barrenos, para un valor de piedra dado, son proporcio- .
nales a la altura del banco «H)l. La relación óptima entre
« H n y «B» es:
H
F. Secuencias de encendido y tiempos de retardo
Cuando se disparan voladuras secuenciales con un
gran número de barrenos, deben observarse las siguientes recomendaciones:
-23
B
Esta relación se cumple en la mayoría de las canteras
y explotaciones de descubierta de cahón. Sin embargo,
en la minería metálica la altura de banco puede estar condicionada por una limitación de la dilución.
D. Sobreperforación
En rocas masivas y formaciones estratificadas con fuerte buzamiento, la sobreperforación deber ser 113 de la piedra u «8D*>en barrenos de gran diámetro. Cuando se utilizan longitudes mayores a las indicadas, cada sección
adicional colabora con una energía cada vez menor en el
cizallamiento y movimiento de la roca en la base y, por tanto, una parte cada vez mayor de la energía desarrollada
por el explosivo se transforma en vibraciones del terreno,
además se producen gastos superfluos en perforación y
explosivos y se puede llegar a dejar un piso muy irregular.
1. Minimizar el Peso del explosivo por unidad de tiempo.
2. Seleccionar un intervalo de retardo entre filas efectivas que permita un buen desplazamiento de la roca.
3. Minimizar el número de barrenos con detonadores instantáneos o del cero, ya que éstos presentan menor
dispersión que los números más altos de la serie.
4. Plantear una secuencia de disparo que asegure un
frente efectivo lo mayor posible, sobre todo para las
Últimas filas, y que no presente piedras efectivas demasiado grandes.
Cuando el número de barrenos es reducido, se debe intentar emplear todos los detonadores de la serie y si es
necesario disponer de varios detonadores del mismo número, se colocarán en puntos lo más alejados posible.
En operaciones donde el diámetro de perforación obli-
------ ---
-
SOBREPERFORACION REDUCIDA
SOBREPERFORACION ADECUADA
o
Roblemas de carga.
SOBREPERFORXION EXCESIVA
o
Dificultades de corte en la base
O
Mayor nivel de vibraciones
para vdoduras posteriores.
O
Gasto superfiuo en pedonxlón
O
Nivel del piso irregular.
Figura 9.10. Efecto de una sobreperforacióninadecuada.
E. Desacoplamiento y espaciamiento de la carga
Dado que la gama de explosivos disponibles no siempre permite una variación de la curva Presión de Barreno-Tiempo, el desacoplamiento y espaciamiento de las
cargas son técnicas que pueden ayudar a conseguir el
perfil más adecuado de ésta.
El desacoplamientose consigue dejando un hueco anular vacío o con material inerte granular entre la carga y la
pared del barreno ejerciendo un papel de colchón o amor-
ga a subdividir la columna de expiosivo para que las cargas operantes sean prquehas, se podrán colocar varios
detonadores de distinto número dentro del barreno.
Como las series de detonadores eléctricos permiten gamas de tiempos bastante reducidas, esta limitación se podrá obviar con el empleo de explosores secuenciales o
con los relés de microrretardo. Los explosores secuenciales están constituidos por un sistema de descarga por condensador y un equipo electrónico con temporizador para
discnarar varios circuitos desfasados a distintos intervalos
FRENTE
FRENTE
FRENTE
e
~
?
a
?
$
i
6
!
3
;
?
!
~
6
:
i
?
(c)
(c )
Figura 9.1 1. Voladuras secuenciadas con detonadores de microrretardo.
FRENTE
-
FRENTE
-
INCORRECTA
(a)
-
FRENTE
P
n
?
3
i
Q
" 1 ,
Q
P
COURECTA
\6 O\
'd
RETARDO EN
CARGA INFERIOR
(b)
FRENTE
Figura 9.13. Voladuras de una fila con relés de microrretardo.
FRENTE
Lc)
Figura 9.12. Disparo con cargas secuenciadas dentro de los
barrenos.
de tiempo. El número de circuitos mas común es de 10 y
se abarcan intervalos de tiempo desde 5 hasta 999
milisegundos.
En cuanto a los relés que se utilizan combinadamente
con cordón detonante, la principal ventaja de este sistema consiste en la posibilidad de conseguir series ilimitadas de intervalos de explosión. Existen accesorios de 15
y 25 ms.
Los relés pueden intercalarse entre barrenos o entre
grupos de barrenos, segun sean las cargas operantes recomendadas. Para reducir la posibilidad de superposición
de ondas, la iniciación se hará en sentido opuesto a la posición de la estructura a proteger o puntos de observación.
Cuando se disparan voladuras de varias filas caben
múltiples posibilidades de secuencia de iniciación. En el
caso de la Fig. 9.14 se trata de una voladura de 70 barrenos con iniciación simétrica; en el primer diseño la duración de la voladura es <<T,,segundos, mientras que el segundo es aproximadamente <<4T,,.
a. A L TRESBOLILLO EN LlNEA
..
FRENTE
b. A L TRESBOLILLO
Figura 9.14.
" V2"
Vo!aduras de varias filas con secuencias
de iniciación simétricas.
A pesar de las ventajas del ultimo diseño, es aún más
recomendable que la iniciación sea asirnétrica, pues se
disminuye el número de barrenos que se disparan en el
mismo instante y aumenta la duración de la voladura
~~roximadamente
a ~ 5 T p p . Cuando las condiciones opeativas lo permitan, el mejor diseño de la voladura será
iquel que presente dos frentes libres.
Por último, en cuanto a los tiempos de retardo entre
larrenos y filas deberán elegirse de manera que se evite
1 superposición de ondas y se favorezca el desplazaniento y fragmentación de la roca. Esto se consigue siluiento los siguientes criterios:
-RB = 7 - 1 1 ms./m de piedra.
'RF = 2 - 3 TRB.
'RB = Tiempo de retardo entre barrenos.
'RF = Tiempo de retardo entre filas.
Las cifras indicadas en esta tabla se ha comprobado
por diferentes experiencias de compañías fabricantes de
explosivos que generan niveles aceptables de vibración.
Las anomalías geológicas pueden, sin embargo, ocasionar una concentración o una transmisión inadecuada de
las vibraciones en el terreno, sobre todo si éste se encuentra saturado de agua. La tabla no debe considerarse
como infalible, pero sí orientativa y práctica. Si se quiere
establecer un límite enteramente seguro en todas las condiciones posibles, se podrá utilizar la fórmula propuesta
por el U. S. Bureau of Mines de Estados Unidos; recomendada cuando no se dispone de instrumentación de
registro:
donde:
.4.
Cargas máximas recomendadas cuando no se
dispone de instrumentación de registro
En la Tabla 9.11 se indican las cargas máximas reco~endadaspor microrretardo para diferentes distancias a
structuras de calidad media construidas sobre macizos
)COSOS.
TABLA 9.11. CARGA MAXIMA POR
MICRORRETARDO EN FUNCION DE LA DISTANCIA
DISTANCIA A LA
ESTRUCTURA (m)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1O
16
20
25
30
35
40
45
50
60
70
80
90
1 O0
125
160
175
200
250
300
400
500
1 .O00
1.500
2.000
CARGA MAXIMA POR
MICRORRETARDO (kg)
0,05
02
0,4
0,7
089
12
1.5
1,9
22
2,5
4s
7
1O
13
17
21
25
30
39
49
60
71
83
116
150
190
240
330
430
670
930
2.640
4.800
7.400
D = Distancia mínima a la voladura (m)
Q = Carga máxima por microrretardo
Según la expresión anterior, la distancia reducida será
igual a DI^ = 31 mlkgl".
Para una distancia D = 31 m se obtiene un valor
Q = (31131)~
= 1 kg. A esa misma distancia en la tabla se
recomienda una carga máxima de 13 kg, con lo que puede verse de esta forma cuál sería el Factor de Seguridad
probable. Se aconseja que cuando la distancia a las voladuras sean inferiores a 30 m se intente siempre efectuar
un registro de las vibraciones.
4.
ONDA AEREA
La detonación de una carga de explosivo dentro de un
barreno desarrolla una alta presión debido a la expansión
de ,los gases. Una vez que se produce la fracturación de
la roca, los gases escapan hacia la atmósfera produciendo una perturbación conocida por onda aérea.
La onda aérea tiene dos componentes: el ruido, que es
la parte del espectro comprendido entre 20.000y 20 Hz y
que es percibido por el oído humano, y la vibración restante, que es la parte del espectro comprendido por debajo de 20 Hz y que no es percibido por el oído.
Aunqde la onda aérea normalmente disminuye con la
distancia, debido a que las altas frecuencias se atenúan
más rápidamente, es posible que a distancias apreciables
de la voladura, se produzcan vibraciones con ruido mínimo.
El nivel de ruido se mide normalmente en decibelios
(dB). También puede medirse c o m o - u n a s ~ p r e s i ó n es
,
decir, como la presi6n por encima de la presión atmosférica.
El decibelio se expresa en función de la sobrepresión.
(Ver Capitulo 7).
Si las vibraciones terrestres van acompaiiadas por ruido en las voladuras, en la mayoría de los casos, la apreciación del ser humano es to!almente subjetiva. En la
Fig. 9.15Oriard ilustra este fenómeno y llega a indicar que
un observador es tres veces más sensible a las vibraciones acompariadas de ruidos que sin ellos.
Las camparias de toma de datos y las expresiones de
transmisibilidad de este fenómeno en el aire son similares
a las seguidas en el caso de las vibraciones terrestres.
Las recomendaciones básicas a seguir para mitigar el
nivel de la onda aérea son:
254
- Construir pantallas de tierra Y vegetales entre el área
254
de las voladuras y los Puntos receptores para que la
onda aérea se refleje en ellas.
- No disparar las voladuras cuando la dirección del viento coincida con la marcada por la propia pega y el área
habitada.
K ~ ~ G R O
PELIGRO
RIESGO
RIESGO
59.8 25.4
3
SEMRC
10,2
a
MOLESTO
$1
VIBRACONES E N
R E M N
PERMANENTE
VIBRACONES E N
REGIMEN TRANSITORIO
SIN RUIDO
OBSEAMUXFi I M W I A i
- Seleccionar esquemas geométricos y secuencias de
-
encendido que eviten el reforzamiento de las ondas.
- Elegir los tiempos de retardo de manera que la progresión de la voladura a lo largo del frente se efectúe
a una velocidad inferior a la del sonido en el aire (340
m/c).
VIBRACIONES DEBIDAS
A VOW-VRA
A C C M W N A M DE
RUIDO
OBSERVAíXX PARCIAL
Figura 9.1 5. Niveles de percepción del ser humano frente a distintos tipos de vibraciones.
O
----
/ , \ j,
r
m
1
ROCA EN MOVIMIENTO
-
---- - -
.
0 :'0
.':o
t
I
3
-FORMA
- Reducir las longitudes de cordón detonante descubierto o cubrirlo, cuando sea posible, con arena fina con
un espesor máximo de 7 a 10 cm.
- Garantizar el confinamiento de las cargas de explosivo dentro de los barrenos con unas longitudes de retacado superiores a 25 veces el diámetro.
- Disminuir las cargas de explosivo por unidad de microrretardo, adoptándose medidas similares a las descritas para vibraciones terrestres.
- Inspeccionar el estado de los frentes antes de proceder a la perforación y efectuar las voladuras para que
las cargas de explosivo en los barrenos dispongan.de
una dimensión de la piedra igual a la proyectada.
Controlar el ascenso del explosivo a granel dentro de
los barrenos en aquellos terrenos con coqueras, a fin
de eliminar las concentraciones puntuales.
O
-
I
FRENTE
ORIGINAL
DE LA ONDA AEREA
t í RETARDO ENTRE BARRENOS
VS = VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL AIRE
Figura 9.16. Progresión de una voladura a lo largo de un frente
y simulación de la onda a6rea. (Andrews, A. B.)
4.1.
Criterios de daiios
Aunque ocasionalmente la onda aérea puede producir
daños a la estructura directamente, lo normal es que se
manifieste como ruido de ventanas, puertas, vajillas, etc.
Siskind y Summers (1974) recomiendan los valores que
se indican en la Tabla 9.111.
TABLA 9.111
LIMITES DEL NIVEL DE RUIDO
UNEAL PICO
dB(L)
NIVEL SEGURO
NIVEL DE PRECAUCION
NIVEL LIMITE
C-PICO
dB(C)
A-PICO
dB(A)
128
128 a 136
136
' Recomendado.
Especial atención debe ponerse en la comparación de
10s niveles de ruido. pues los dB(L) se refieren a una es-
cala iogaritmica. Una sobrepresión de 120 dB(L) es un
78.6 % mayor que otra de 11 5 dB(L), Tabla g.lV.
TABLA 9.IV
SOBREPRESION
180 dB(L)
> 170
170
150
140
136
120
115
20,O KPa
> 6,3
6,3
0,63
02
0,13
0,02
0,0112
EFECTO PROBABLE
- Daños importantes en estructuras convencionales.
- Aparición de grietas en enlucidos.
- Rotura de muchos cristales de ventanas.
- Rotura de algunos cristales de ventanas.
- Probable rotura de grandes cristales de ventanas.
- Limite de onda aérea propuesto por el USBM.
- Quejas.
- < 6 % de
la sobrepresión que puede causar la rotura de grandes
cristales.
5. PROYECCIONES
Para controlar las proyecciones producidas en las voladuras se deberá proceder cuidadosamente a las siguientes medidas:
- Precisión en el replanteo del esquema de perforación,
especialmente en la primera fila de la voladura.
- Control de la profundidad e inclinación de los barrenos una vez perforados.
- Control de la carga de explosivo y su distribución a lo
largo del barreno.
- Realización cuidadosa del retacado, midiendo su longitud y empleando el material más idóneo.
- Elección de una buena secuencia de encendido.
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-
-
Capítulo
CONTROL DE HUNDIMIENTOS MINEROS
2.
La extracción de minerales y rocas de la corteza terres:re por labores subterráneas provoca potencialmente modimientos del terreno y deformaciones de la superficie. Los
[actores que influyen en los hundimientos son de muy diversa índole:
- La geometría y tipo de yacimiento de mineral. Masivo
o estratificado, potente o estrecho, inclinado o tumbado, etc.
- El método minero. Con o sin relleno, recuperación parcial o total, con hundimiento o sin hundimiento, etc.
- La naturaleza del depósito y del recubrimiento de est6nl. Características geomecánicas, hidrogeológicas,
geológicas y otras propiedades que influyen en el comportamiento del terreno.
En las últimas décadas se han conseguido grandes
avances en el campo de la predicción y control de los hundimientos mineros, en base a un mejor conocimiento de
las propiedades de los macizos rocosos y a unas técnicas más completas de modelización para el cálculo de las
tensiones y deformaciones inducidas.
Desde el punto de vista ambiental, la importancia de los
hundimientos está ligada a tres factores principales:
METODOS DE PREDlCClON DE
HUNDIMIENTOS
Cuando se explota una o varias capas se produce normalmente una deformación superficial continua que puede medirse en términos de desplazamientos verticales y
horizontales. Hasta el momento actual, son varios los métodos empleados para estimar esos desplazamientos,
destacando ehtre todos ellos los métodos empíricos, los
teórico-experimentales, los analíticos y los modelos físicos. Para mayor conocimiento se recomienda la lectura
Minede la publicación del IGME titulada <<Hundimientos
ros-Métodos de cálculo^ 1986.
Cuando se extrae una determinada zona de una capa
o estrato se observa que los efectos sobre la superficie
se manifiestan por: desplazamientos verticales de numerosos puntos de esta, que se producen normalmente en
un área mayor que la explotada, por desplazamientos horizontales que ocurren con magnitudes y direcciones
aproximadamente proporcionales a los taludes de los perfiles de hundimientoy por la distribución de desplazamientos verticales y horizontales, que es simétrica con respecto al centro si el área minada tiene una forma geométricamente regular.
En los métodos empíricos existen dos conceptos fundamentales, el primero es que el desplazamiento máximo
para una excavación particular, viene dado
vertical -Sh,,,
por:
- La extensión de la superficie afectada.
- El uso actual y futuro del terreno en el área afectada,
Y
- El tipo y magnitud del movimiento del terreno.
La clase de hundimientos que más se ha estudiado son
los que se producen en yacimientos estratificados, fundamentalmente de carbón, ya que es en éstos donde el área
minada es mayor por tonelada extraída. En depósitos masivos donde el método de extracción implica movimientos
del terreno, por lo general, las deformaciones son más importantes y se asume que en la zona superficial afectada no se construirá ninguna instalación y que será abandonada posteriormente. Para estos casos, son pocas las
investigaciones realizadas por lo que este capitulo está
más orientado hacia depósitos estratificados.
siendo -m. la potencia de la capa y .a. el «Factor de
Hundimiento,,; el segundo es que el hundimiento total solamente se produce si la superficie minada es lo suficientemente grande con respecto al recubrimiento.
Algur;as definiciones importantes son las siguier?tes:
- Area crítica. Es el área de extracción que produce
el hundimiento máximo solamente en un punto de la
superficie.
- krea subcritica. Es aquella para la cual no se produce ningún hundimiento máximo.
- Area supercritica. Corresponde a unas di,mesiones
de la excavación con las que el hundimiento máximo
se manifiesta en más de un punto
En la Fig. 10.1 se representa para una explotación en
tajo largo, un perfil de hundimiento con las curvas de desplazamientos horizontales, vertiples y de tensionesde los
puntos de la superficie.
i a ( . w u m EL w m r o ES *JNO*TU.
Figura 10.1. Sección típica de un perlil de hundimiento (NCB,
1975).
ALZADO
-
El ángulo de fractura (ángulo limite ); es el ángulo medido entre la vertical, en el extremo del área explotada, y
la recta que pasa por este punto y el primero de la superficie sin hundimiento. Estos ángulos dependen de la inclinación de las capas y de la estructurageológica de los macizos rocosos; en minas de carbón suelen variar entre los
2Fy3F.
.
El hundimiento máximo sobre un área subcritica depende sobre todo de las dimesiones del área explotada con
relación a la profundidad: en la práctica cuando la longitud del panel es al menos 1,4 veces la anchura, se ha
Figura 10.2. Relación entre las formas del hundimiento y las anchuras de explotación (Institution of Civil Engineers, 1977).
comprobado que el modelo bidimensional es adecuado.
En estos casos, para anchuras subcriticas, las áreas de
extracción tienen la misma relación anchura-profundidad
que las que producen los máximos hundimientos, siendo
iguales el resto de los parámetros. La Fig. 10.3 muestra
un gráfico de la National Coal Board basado en el principio anterior.
PROFUNDIDAD (m)
Figura 10.3. Relaciones de los hundin~ienloscon anchuras y prolund~dades (NCB. 1975)
ÿ sí, cuando un tajo no se desarrolla lo suficiente para
:ausar un hundimiento máximo, es decir, si la longitud del
,ajoes menor de 1,4 veces la profundidad ~Hnb,el hundiviento previsto por el método expuesto debe ser reducijo en proporción a la limitación del avance del frente. El
gráfico supone que no hay zonas de sostenimiento espe:¡al y que la anchura media del panel se utiliza cuando
0s lados de éste no son paralelos.
El hundimiento máximo posible *Sm. se encuentra
3ara relaciones anchura-profundidad mayores de 1,2,
:uando el factor de hundimiento a
.. es aproximadamente 0,9 para hundimiento total. Rellenos parciales de los
3uecos hacen que el valor de «a» se reduzca hasta 0,4 y
3.5.
El tiempo transcurrido hasta que se produce el hundiviento máximo depende de diversos factores, siendo 10s
3rincipales los siguientes:
- El tiempo de extracción del área critica.
- La naturaleza de los estratos.
- La profundidad del nivel explotado.
- El sistema de sostenimiento empleado y
- La actividad minera anterior.
2.1.
Estabilidad superficial en áreas minadas
Las diversas formas de llevar a cabo las explotaciones
mineras dan lugar a efectos distintos sobre los estratos
que yacen sobre las labores y la superficie del terreno. En
particular los minados antiguos situados a menos de 50
m de profundidad pueden tener implicaciones importantes
sobre la estabilidad superficial. Excepcionalmente, los trabajos ubicados a más de 150 m de profundidad pueden
producir hundimientos, causando daños a las estructuras
superficiales. La naturaleza y propiedades de las rocas de
recubrimiento tienen una gran influencia sobre los efectos
finales en el terreno.
Los pozos y chimeneas abandonadas suelen provocar,
cuando colapsan los hastiales o revestimientos, grandes
cráteres en la superficie, cuyas dimensiones varían en función del diámetro de dichas labores y de la naturaleza del
material de recubrimiento.
En cuanto a las excavaciones subterráneas del tipo de
cámaras y pilares, su colapso se produce de manera impredecible. En condiciones límites, el peco de las nuevas
construcciones superficiales y el propio deterioro de los pilares pueden afectar a la estabilidad. Cuando se explota
más de un nivel Fig. 10.4, el colapso de uno de ellos es
probable que provoque la inestabildad de los otros. Las dimensiones de las áreas hundidas no suelen ser grandes
ya que se restringen a las zonas afectadas por un pequeño número de pilares.
Los mecanismos principales de deterioro y colapso de
estos trabajos subterráneos son tres:
1. Hinchamiento del piso.
2. Trituración de pilares. y
3 Colapso del lecho
ZONA DE INESTABIUDAD O€ L A C A m C
7
Figura 10.4. Sola~ede las Zonas de inestabilidadsupedicialcon
la explotacibn de yacimientos multicapa.
Cada uno de estos procesos contribuye a rellenar y estabilizar eventualmente los huecos de excavación.
Por lo general, el hinchamiento del piso es el primer sistema de deterioro de los trabajos abandonados, particularmente cuando la presencia de agua es significativa. Los
hinchamientos continuos pueden llegar a equilibrar el empuje que los estratos suprayacentes ejercen a través de
los pilares, habiéndose observado en algún caso que las
propiedades reológicas de las rocas en los yacimientos de
carbón eran tales que los huecos acababan por desaparecer por ese fenómeno.
El segundo mecanismo, que es de trituración de los pilares, se produce cuando la concentración de tensiones
desarrolladas son tales que causan su rotura por descostramiento, este proceso sera tanto más intenso cuanto
más diaclasado y meteonzado se encuentre el mineral.
Si en un momento determinado tiene lugar el colapso
de un pilar, se producirá una redistribución de las cargas
y tensiones, que puede desembocar en la rotura de otros
próximos. Estos problemas se ven acentuados en aquellos casos en los que existen minados de diferentes épocas en niveles adyacentes.
La estabilidad de los pilares depende no solamente del
tipo de roca y dimensiones del mismo, sino incluso de la
profundidad de los trabajos, altura del hueco, resistencia
de los materiales de techo y condiciones locales.
En general, cuanto mayor sea la relación anchurdaltura de un pilar mayor será la capacidad de resistencia del
mismo. Orchard sugiere como una primera aproximación
pilares con una relación anchuralprofundidad de la capa
superior a 0,1.
La existencia del agua subterránea acelera en muchos
casos el deterioro de los pilares.
El tercer mecanismo de rotura, que es el más importante en yacimientos superficiales, supone la desintegración
y deformación de los materiales del techo. y representa el
mayor problema en la práctica actual. Los estratos que
descansan sobre los minados pueden continuar adaptándose muchos años después de cesar la actividad minera.
Se han postulado una gran variedad de formas geométricas de colpaso, entre las que se incluye la rectangular,
la prismática triangular y la cónica. Fig. 5.10.
Las discontinuidades de los estratos de techo afectan
a su comportamiento y a las formas de colapso que se producen Fig. 10 6
-
h
1
RANGO TIPICO
PARA ROCAS
COLAPSO PRISMATIC0
TRIANGULAR
DE W
7'
0,
Y
:
'
\
.
A
.... ,......
;";; :;>
4
h'
.
.
O
le
70
10
LO
50
FACTOR DE ESPONJA!.IlENTC, 8 ( O í d
t
COLAPSO CONICO
A-
P
GEOMETRIAS DE COLAPSOS
8 - ALTURAS MAXIMAS DE COLAPSO PARA DIFERENTES TIPOS DE ROTURA Y FACTORES DE
ESPONJAMIENTO
Figura 10.5
Tipo de colapso y magnitudes de migración de los
huecos (Piggofl. R J 1977)
.
FLEXION Y SEPARACION DE ESTRATOS POR
EXISTENCIA DE UNA JUNTA CENTRAL
CAIDA DE BLOQUE FORMADO POR DOS JUNTAS Y FRENADO SOLO POR LA FRiCClON
DE LOS LADOS
-
A
CAIDA DE BLOQUE
DIVERGENTES
FORMADO POR JUNTAS
A
A
1.
A
A
A
SOSTENIMIENTO NATURAL DE BLOQUE FORMADO POR DQS JUNTAS CONVERGENTES
Figura 10.6. Efecto de las discontinuidades sobre la estabilidad de los huecos mineros. (Price, D. G., 1968)
A lo largo de las discontinuidades se puede producir
una separación de los estratos sin llegar a su rotura, lo
que denotaría una deformación elástica o plástica de dichas formaciones hacia los huecos. Si por el contrario,
esas deformaciones avanzan y llegan a la rotura de la roca
tendrá lugar una caída de los materiales de techo en el
hueco y una migración del hueco residual hacia la superficie. El factor de esponjamiento es un parámetro clave en
estos mecanismos, así como la existencia de paquetes de
estratos resistentes encima de los minados que pueden
llegar a impedir la propagación del fenómeno. Las chimeneas de hundimiento no suelen producirse cuando las la-
bores se encuentran a más de 70 m, ya que a partir de
esas profundidades lo que se manifiesta en superficie es
un hundimiento general.
Un sistema muy simple de estimación del hundimiento
del terreno es el que se basa en la teoría del prisma. Thorburn y Reid proponen evaluar dicho movimiento *S., a
partir de la potencia de la capa explotada «h., espesor
del madel recubrimiento de estéril a d R - y porosidad
terial colapsado.
CHIMENEA DE
HUNDiMIENTO
-
.. , .
. .
., ,.:.,....:,.:.. .,...i:.::,.. ..: ;.:::..-..
. :....<..:.. :'. . .
. . . ... .
<
.
SUELOS M
RECUBRIMIENTO
-
..
ESTRATOS DE PIZARRAS
DE ESCASA POTENCIA Y
RESISTENCIA
ARENISCA
MASIVA
HUECO
--,
. . ., . . -
...
---
RECUBRlMl ENTO
SAW
COLAPABAND~NA~AS
MINERAL
Figura 10.7.
Formas de m~graciónde huecos
J
.
La relación anterior supone que los pilares no sufren un
proceso de destrucción y se considera sólo un elemento
prismAtico de estratos con los lados verticales. La representación gráfica de la expresión anterior es la que se refleja en la Fig. 10.8.
ción de la línea recta que une dos puntos de referenciarelativos al inclinarse una estructura. Fig. 10.9. Los valores
límites de los ratios de flexión A : L de los muros de carga
no reforzados se recogen en la Tabla 10.11-A. es la máxima flexión relativa entre dos puntos de referencia situ,dos a una distancia .L. Algunos ratios se relacionan
la altura ~CH.,de la unidad estructural que se mnsidera.
TABLA 10.1. VALORES LIMITE DEL RATIO DE
FLEXION A PARTIR DE LOS CUALES SE PRODUCE
AGRIETAMIENTO EN MUROS DE CARGA NO
REFORZADOS (Tomlinson, 1980)
Arqueo
0'2s
o io
o.io
o 35
POROSIDAD (n)
R = ESPESOR DEL RECUBRIMIENTO DE ESTERIL
h = POTENCIA DE L A CAPA
Figura 10.8. Estimación del movimiento del terreno usando /a
teoría del prisma.
Por Último, cuando el método minero empleado es el
del tajo largo los movimientos del terreno que resultan no
son normalmente tan catastróficos y los edificios y estructuras pueden diseñarse para irse acomodando a los asentamiento~esperados por trabajos futuros. Los métodos de
predicción en este tipo de minería han sido bien estudiados y permiten obtener evaluaciones con una alta precisión. Se recomienda pues la consulta de algunas de las
publicaciones específicas sobre dicho tema.
p mai
6 p mar
3. DANOS PRODUCIDOS POR HUNDIMIENTOS
Los movimientos del terreno asociados a los trabajos
mineros y que ocasionan daños a los edificios construidos
en superficie son del tipo diferencial.
Los limites de distorsión angular, «$m, para las estructuras de edificios y muros de carga reforzados sometidos
a asentarnientos diferenciales del suelo se muestran en
la Tabla 10.1. La distorsión angular comprende a la rota-
B y DEFINICIONES DE FLEXION RELATIVA A Y RATIO M-
TABLA 10.1. VALORES LIMITES DE LA ROTACION
RELATIVA (DISTORSION ANGULAR) PARA
ESTRUCTURAS DE EDIFICIOS Y MUROS DE CARGA
ARMADOS (Tomlinson, 1980)
FLEXION A/L
I
L
Daiios estructurales
1/150
11250
Agrietamientoenpa- 11300 (pero 11500
redes y roturas 11500 recamen-
A - DEFINICIONES DE ASENTAMIENTO P, ASENTAMIENTO RELATIVO 6p, ROTACION 8 Y TENSION ANGULAR a
11200
11500
11150
11500
C - DEFINICIONES DE INCLINACIONwY ROTACION RELATIVA
(~ISTORSION ANGULAR) p
Figura 10 9 Deíinrciones de los rnowinlenlos que pueden suficr
las c~rnenlaoonesde un e d ~ l t c ~(Burlarid.
o
J B . 1975)
Los efectos de los desplazamientos del terreno pueden
ser desastrosos si las estructuras no poseen suficiente resistencia y rigidez. Así, las construccionestradicionales de
poca altura y muros portantes de IadriHos, soportados por
cimientos de hormigón no reforzados, son dañadas rápidamente .por la subsidencia local y las deformaciones de
tales edificios se producen conforme al perfil de desplazamientos.
En la Tabla 10.111 se recogen los cinco grados de daños provocados por hundimientos, de acuerdo a la clasificación propuesta por la National Coal Board. Complementariamente, la Fig. 10.10 relaciona las deformaciones
con las dimensiones de las estructuras para diferentes intensidades de daños.
4- TECNICAS DE LOCALIZACloN DE
LABORES SUBTERRANEAS
Durante la etapa de investigación geológico-minera
pueden llevarse a cabo trabajos de exploración del subsuelo mediante métodos directos e indirectos. Estos Últimos son los más adecuados inicialmente, cuando. no se
conoce la localización exacta de los minados, y ademAs
resultan más económicos. Los métodos directos deben
aplicarse para confirmar los resultados conseguidos en las
primeras investigaciones y, sobre todo, para obtener información complementaria sobre parámetros que pueden
afectar al diseño y a la construcción de estructuras previstas sobre los terrenos bajo los que se encuentran las
labores subterráneas.
4.1.
LONGITUD DE ESTRUCTURA
(m )
Figura 10.1 0. Relac16nde los daños con las deformaciones y
longitudes de las estructuras (NCB, 1975).
TABLA 10.111.
Métodos indirectos
Se basan en la utilización de técnicas geofísicas y geoquímicas que permiten detectar anomalías que pueden estar relacionadas con la existencia de huecos. En algunas
situaciones estos métodos no son aplicables y por lo general requieren la participación de especialistas para la
planificación y supervisión de los trabajos, así como la interpretación de los resultados.
CLASlFlCAClON DE LA NATlONAL COAL BOARD (1975) DE DANOS POR HUNDIMIENTOS
VARlAClON EN LA
LONGITUD DE LA
ESTRUCTURA
(m)
-
Menos de 0,03
1. Muy ligeros o
despreciables
Ligeros.
0,03-0,06
2.
O,%-0,12
3. Apreciables.
0,124.18
4. Severos
Más de 0.18
5. Muy severos.
Fisuras muy finas en la escayola.
Posibles grietas pequeñas y aisladas en el edificio, no visibles por fuera.
Varias grietas pequeñas visibles dentro del edificio. Las puertas y ventanas pueden trabarse ligeramente. Probablemente sean necesarias reparaciones en la ornamentación.
Ligero agrietamiento visible en el exterior del edificio (o una
grieta principal). Puertas y.vengnas.se. traban; las tube-S - de servicios pueden agrietarse.
Tuberías de servicios rotas. Grietas abiertas requiriendo recomposición y comunicando la estructura con el ambiente
exterior. Marcos de puertas y ventanas deformados; suelos sensiblemente desnivelados; paredes sensiblemente
inclinadas o abombadas. Cierta pérdida de portancia en las
vigas. Si hay daños por compresión, solape de las juntas
de la obra de ladrillo con grietas
de techo y {evantarr~ierito
horizontales abiertas.
Como el caso anterior, pero peor, y requiriendo reconstrucción parcial o total. Las vigas de techo y suelo pierden la
portancia y precisan apuntalarse. Rotura de ventanas con
deformación. Fuertes inclinaciones en los suelos. Si hay
daños por compresión, fuerte combarniento y abombamiento de techo y paredes.
4.1.l. METODOS GEOFlSlCOS
Estos métodos son inadecuados para detectar excavaciones a una profundidad mayor de 1 a 1,5 veces las dimensiones de las mismas. Tampoco son aplicables cuando existen en las proximidades líneas eléctricas o vías de
comunicación que puedan causar interferencias.
Antes de aplicar tales métodos, debe recopilarse toda
la información existente de tipo geológico y minero, que
facilite la demarcación de la zona explotada y el probable
contraste físico con el terreno circundante. Siempre que
sea posible, se recomienda aplicar conjuntamente dos
métodos geofísicos, con el fin de cubrir un amplio rango
de variaciones en el área y desechar anomalías extrañas.
Los principales métodos geofísicos son:
1. Resistividad eléctrica.
Utiliza la diferencia de resistencias eléctricas o conductividades entre un suelo o
roca y otros medios. La resolución es mala cuando el
diámetro o la anchura de la anomalía es menor que
la profundidad a la que se encuentra bajo el terreno.
Este método es por esto adecuado sólo para detectar
pozos o chimeneas. La existencia de calicatas o zanjas en superficie hacen impracticable la utilización de
este sistema.
2. Método magnético. Detecta las variaciones de intensidad en los campos geomagnéticos o en uno de
sus vectores componentes. Las variaciones son provocadas por el contraste en la magnetización del
terreno y sobre todo de la presencia de materiales
ferromagnéticos como la magnetita. La existencia de
restos metálicos, tuberías, carriles, cuadros de sostenimiento, etc., pueden dar señales de anomalías y Ilegar a enmascarar las producidas por los minados, en
tales situaciones el método no es aplicable.
3. Método electromagnético. Mide la respuesta del
terreno cuando se aplica un campo magnético variable. Es muy útil para registrar las variaciones en la
conductividad de suelos, y sólo se ha aplicado de forma efectiva la detección de minados en yacimientos
estratiformes horizontales.
4 . Métodos gravimétricos. Puede aplicarse cuando
los materiales que constituyen el terreno presentan diferentes densidades. Las zonas minadas, aunque estén rellenas, pueden llegar a detectarse claramente
por microgravimetria de alta precisión, Fig. 10.1 1. Presenta otra ventaja que es la de poder aplicarse a zonas urbanas.
5. Métodos sismicos. Se registran las velocidades de
propagación de las ondas sísmicas a través del terreno. Estas velocidades dependen de las constantes
elásticas de los materiales atravesados, que Iógicamente se ven afectadas por la existencia de huecos,
hundimientos, agua, e!c. Los métodos en uso son la
sísmica de refracción y la de reflexión, pero es éste
último el que se aplica a la localización de áreas explotadas. El avance logrado en los Últimos arios en la
técnica de reflexión de alta resolución ha permitido detectar con éxito, sobre todo en depósitos sedimentarios, la existencia de minados.
6. Método radar. Se imparten al terreno impulsos de
alta frecuencia y se registran con un sensor Esta téc-
Figura 10.1 1. Ejemplo de anomalía registrada por microgravimelría (Clement).
nica puede ser usada cuando las labores son superficiales y se encuentran por encima del nivel freático.
Aún se encuentra en fase de desarrollo.
Figura 10.12. Ejemplo de detección de minados con sísmica de
reflexión. (Branham, K. L.. el al., 1988)
4.1.2. METODOS GEOQUIMICOS
Se utilizan para detectar cambios químicos en el suelo
o la atmósfera que pueden ser asociados con los trabajos
mineros. Un método efectivo en los yacimientos de carbón explotados es la detección del metano.
Normalmente, anomalías entre 10 y 100 ppm (0,001 y
0,01 %) indican la presencia de minados o labores de infraestructura (una mezcla del 3 % de metano y aire es
combustible y entre el 5 y el 15 % de metano pasa a ser
explosiva).
4.2.
Métodos directos
La investigación minera se planifica para obtener información precisa y completa de las condiciones del terreno,
y para evaluar donde se han llevado a cabo los trabajos
de explotación, la ubicación de pozos y galerías, el método minero, el porcentaje de extracción y la estabilidad de
los macizos residuales. Los métodos aplicados son los
clásicos de las investigaciones geológicas y geotécnicas
que se realizan in situ, así como los ensayos de laboratorio. El método elegido dependerá de la uniformidad geológica del yacimiento explotado y de las dimensiones y
complejidad del área minada.
Inicialmente, la investigación estará planteada para obtener un conocimiento aproximado del estado de consolidación de los trabajos. Si las condiciones del terreno son
distintas a las previstas se revisarán periódicamente las
etapas y tareas planificadas.
4.2.1.
CALICATAS Y EXCAVACIONES PILOTO
Constituyen un método rápido y barato de examen de
los materiales más superficiales. Alcanzan unas profundidades no superiores a los 8 ó 10 m y la información que
suministran se centra en el grado de fracturación y consolidación de las rocas bajo efecto de los hundimientos,
localización de labores muy superficiales y características
geomecánicas.
4.2.2.
RUTA DE L A MALLA
CUADRADA DE WJIQUEDA
SECUENCIA
DE PERFORACIOW
ACTUAL
UBlCAClON
DEL POZO
POZOS DE INVESTIGACION
Donde X
Se realizan para llevar a cabo investigaciones en profundidad. Deben entibarse convenientemente, así como
prever las necesidades de desagüe.
Con el fin de obtener el máximo de información estas
labores se ubicarán cuidadosamente. Un examen detallado del estado de los macizos puede aportar datos sobre
la subsidencia e información de los huecos y, complementariamente, sobre otras áreas a las que puede accederse
desde los niveles más profundos de los pozos.
Los pozos se usan raramente, debido al tiempo que se
precisa para la excavación, coste de los mismos y medidas de seguridad que deben cumplirse.
...
4.2.3.
un determinado ángulo los sondeos se realizaran inclinados.
La información registrada comenzará desde la propia
perforación, anotando las velocidades de penetración, las
necesidades de entubación, tipos de bocas empleadas,
etc. Los principales datos geotécnicos que se obtendrán
serán: descripción detallada de la litología, índices de fracturación, niveles piezométricos, extensión de los huecos,
etc., y mediante la obtención de muestras y probetas se
podrán evaluar las propiedades geomecánicas de las rocas y calidad de las aguas subterráneas.
Si existe un relleno de recubrimiento, los barrenos verticales constituyen un metodo eficaz para la localizacibn
de los pozos antigucs, frente al de las zanjas o calicatas
superficiales. En la Fig. 10.13 se representa un esquema
de investigación en espiral para la localización de un pozo
de ciertas dimensiones.
.. ..
SONDEOS Y BARRENOS
Estos sistemas son iguales a los que se aplican en la
investigación geológica. El espaciamiento varía considerablemente en !unciCin de !a complejidad geológica, dificultad de interpretación y ubicación de las labores mineras, etc. El espaciamiento debe ser irregular con el fin de
evitar el solape geomktrico con los pilares existentes.
La profundidad de los barrenos dependerá de las condiciones del terreno y desarrollo de los trabajos de explotación. Littlejohn sugiere, cuando se van a construir edificios sobre el terreno minado, llegar a profundidades de
más de 60 m. Por otro lado, si la estratificación buza con
<$y
k?+
Figura 10.13. Esquema y secuencia de perforación para la localización de un pom
5.
CONTROL Y CONSOLIDACION DE HUECOS
MINEROS POCO PROFUNDOS. ABANDONO
DELABORESSUBTERRANEAS
Cuando los terrenos superficiales bajo los cuales se hallan los minados van a destinarse a un uso que exige unas
garantías de estabilidad se deberá proceder a la consolidación de los huecos y macizos afectados, así como a la
clausura de todos los accesos.
Los objetivos que persiguen los tratamientos de consolidación son básicamente dos: mejorar las características
portantes de los terrenos y reducir el riesgo de migración
de los huecos.
Si durante la explotación no se ha procedido al relieno
de los huecos, en la mayoría de los casos, los antiguos
minados son inaccesibles, por lo que la consolidación
debe efectuarse mediante inyección, a través de barrenos
perforados.
El método de consolidaciónelegido dependerá de la naturaleza de los estratos y de las condiciones subterráneas
si la migración de los huecos ha sido interrumpida en su
ascenso por la presencia de algún estrato potente. La con-
solidación consistirá en el bombeo de grandes cantidades
de material utilizando una malla de barrenos muy espaciada. Al contrario se procederá si los estratos son de poca
potencia, como suele suceder con las pizarras, que se ven
muy afectadas por el colapso de los huecos.
Los trabajos de consolidación deben cubrir tres etapas
básicas, que son:
1." Exploración del área mediante perforaciones y pre-
paración del lugar.
2." Programa de relleno y cementación.
3." Control de la efectividad del relleno.
La extensión del área a consolidar dependerá de la naturaleza y condiciones del depósito superficial, así como
de la influencia del agua subterránea. Se han sugerido algunas reglas empíricas entre las que caben destacar las
siguientes: en macizos rocosos donde los niveles explotados son horizontales se utilizarán unos ángulos de fractura de 15 a 20" con respecto a la vertical; en recubrimientos saturados o terrenos sin consolidar se recomienda un
ángulo de (90"-0/2), donde
es el ángulo de rozamiento interno. Para yacimientos inclinados, se aconseja incrementar los ángulos anteriores en 5" por cada 10" de inclinación del nivel mineralizado.
La profundidad a la que la consolidación es económicamente viable depende de la altura a la que los huecos
pueden migrar y la intensidad potencial de subsidencia.
Muchos tratamientos se llevan a cabo en profundidades
que no superan los 20 m y rara vez se alcanza los 50 m.
5.1.
los barrenos con una mezcla mas fluída de cemento, arena y cenizas volantes a través de un tubo dejado a tal fin.
En algunas ocasiones los conos de las barreras se han
formado con inyecciones sucesivas de lechada de temen.
to o áridos finos, formando capas más tendidas que se de.
jan endurecer hasta la inyección siguiente.
Una vez creada la barrera perimetral se procede a la
consolidación de un área, perforando una malla de barrenos con un espaciamiento adecuado entre 3 y 6 m. Esta
malla se cerrará si la pendiente de material de relleno es
grande o si se atraviesan zonas colapsadas, llegando a
esquemas de 1,5 6 2,5 m. Los barrenos se perforarán preferiblemente al tresbolillo para reducir la probabilidad de
coincidencia con los esquemas de minados. El relleno se
hace por filas comenzando por la parte más profunda de
la estructura minada con dirección hacia el afloramiento y
con no más de dos barrenos adyacentes al mismo tiempo.
Los tubos de relleno pueden ser flexibles o rígidos y se
descienden hasta la base de los taladros para asegurarse
que el material alcanza el lugar adecuado. En la cabeza de la entubación es posible colocar un elemento de
cierre y disponer de una válvula para medida de la presión.
Minados abiertos
Los minados abiertos cerca de la superficie se presentan cuando los materiales de techo son competentes, por
ejemplo bancos de areniscas que yacen sobre capas de
carbón.
Cuando los huecos de excavación están interconectados es preciso crear una barrera alrededor del perímetro
del área que se pretende recuperar con'el fin de proceder
a su consolidación. Esa barrera deberá tener forma de
t 4 , * en aquellos casos donde existan macizos de protección, como sucede en yacimientos inclinados con los macizos de afloramiento.
Las barreras perimetrales se forman generalmente perforando barrenos alineados con un espaciamiento entre sí
de 1,5 a 3 m. El diámetro de esos barrenos es de 75 a
100 mm, o incluso mayores si se desea introducir'grava.
En el tramo de suelos hasta llegar a roca sana se necesitará entubación.
A través de esos barrenos se inyectará una mezcla viscosa de cemento, cenizas volantes, arena y grava para
conseguir la interconexión de los conos. Una vez que éstos se hayan formado se interrumpirá el flujo de materiales para evitar el hundimiento de los conos. Un método alternativo consiste en introducir primero grava y arena para
formar el cono y después una lechada de cemento. Para
reducir la circulación y pérdida de esa lechada a través
de la grava puede añadirse bentonita para ayudar a estabilizar e incrementar el ángulo de reposo de los conos,
que normalmente oscila entre los 35" y los 45". Una vez
endurecido ese material se procede a rellenar el hueco de
LEYENOA
.",
URWN
O RELLENO M W Z O
CAPA
O MINADO
4 SONDEC3 OE EVAWAClON
A- E59UEMA DE PERFORACIONES PARA C O N M U O O C W M
UUECOI U I N E R W
ZONA DONDE SE ATRAVIES Wi PiLOR
OE am0N
U W D A
E
LECAAOA
Y GRAVA
ROCI<
- SECCIONES TlPlCAS DE
CARBON
RELLENO
Figura 10.14. Construcción de barreras perirnetrales para conconsolidación posterior. (Littlejohn. G . S . )
Figura 10.1 5. Secuencia de operaciones para la consolidacíón de los huecos en una mina de carbón. (Patey, D. R., 1977)
La lechada de cenizas volantes o arena y cemento que
se introduce se prepara normalmente con unas proporciones de esos materiales que varían de 12:l a 20:l. A veces, se añaden otros áridos más gruesos. La inyección se
realiza hasta que la lechada emerge por el extremo de los
barrenos o hasta que se alcanza la presión prevista. Para
minados superficiales se recomiendan presiones bajas, del
orden de 12 KNlm2por m de recubrimiento, hasta un máximo de 200 KNlm2, ya que de lo contrario podrá producirse una fracturación hidráulica de los terrenos y el riesgo
de colapso de los materiales del techo.
En la Fig. 10.15 se muestra la secuencia de operaciones seguida en la consolidación de los huecos de una
mina de carbón.
Siempre que sea posible los barrenos serán inyectados
de forma continua. Si las presiones limites no se alcanzan después de introducir una gran cantidad de mezcla,
se abandonará durante 24 h para proceder después a un
nuevo tratamiento. Puede ser aconsejable el empleo de
acelerantes para reducir los tiempos de endurecimiento.
Si tras varios tratamientos los resultados son insatisfactorios se reducirá el espaciamiento entre barrenos en esas
áreas.
Cuando el volumen de los huecos intersectados es aparentemente grande pueden estos corresponder a camaras de producción o a galerías de acceso, y en caso contrario a zonas hundidas o próximas a pilares. Esta informacidn puede utilizarse para elaborar esquemas de las
labores mineras.
r-;
'
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I
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.
O
1.-.-.-.
0
A - PLAN
DE
0
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O
0
1 . .
PERIMETRO DEL AREA
A CONSOLIDAR
.INYECCION
-
.
.
.
CONSTRUCCION Y CONCOCIMCION
LEYENDA
5.2.
Minados hundidos
Cuancio las labores antiguas se encuentran colapsadas,
los huecos, por lo general, no se encuentran interconectados. En tales situaciones no es preciso crear una barrera perimetral y el tratamiento debe comenzar por los barrenos maestros o principales, esto es los que distan entre
líneas unos 6 m. Fig. 10.16. Si se precisara, se perforarían los barrenos secundarios distantes Unos 3 m, según
una malla cuadrada.
ElCEMENTO
m
CARBON
ElESTERlL
8 - DETALLE DE SECCION VERTICAL CON HUNDIMIENTO
Figura 10.16. Esquema de consolidación en labores mineras
hundidas. (Littlejohn. G . S.)
En aquellas situaciones en las que los hundimientos
han originado una intensa fracturación del macizo y apertura de las discontinuidades preexistentes el tratamiento
consistirá en la inyección de una lechada de cemento a
través de barrenos, que se perforarán verticales o inclinados con el fin de cortar al mayor número de grietas. Esas
lechadas de cemento pueden prepararse sólo con ese
componente o con un aditivo como son las cenizas
volantes.
5.3.
Este método es muy efectivo Para restringir la migración de los hundimientos hacia la superficie por la
tencia de huecos. Fig 10.18, y resulta, cuando es aplica.
ble, mucho más económico que la consolidación total.
Situaciones especiales de consolidación
Son muchas las situaciones que se presentan en la
práctica donde los trabajos de consolidación pueden diferir de los comentados. Por un lado, es frecuente que los
niveles explotados presenten una fuerte inclinación que
obligue a la construcción de barreras perimetrales, pues
de otro modo los conos de relleno al formarse y deslizar
darían lugar a una pérdida de material, perdiéndose toda
su efectividad.
Otro caso lo constituyen los yacimientos multicapa, donde se ha visto que lo más aconsejable es practicar una
consolidaci6n descendente, que si bien es algo más costosa, permite un mayor control.
Cuando las excavaciones están accesibles desde el exterior y presentan condiciones de seguridad se recomienda un relleno con estériles utilizando los métodos clásicos.
Un sistema que se aconseja cuando los hundimientos
tardan un tiempo en producirse es el adoptado en Estados Unidos, y que consiste en la formación de columnas
o conos a intervalos regulares que sirven de soporte de
los estratos suprayacentes. Las mezclas que se utilizan
van desde una simple lechada, si s61o se pretende sellar
alguna discontinuidad abierta en la parte alta, hasta un
mortero de hormigón a base de arena, grava y cemento
para la formación del cono inferior.
BARRENO (150 mm0)
A-
MIGRACION NO RESTRINGIDA
SUPERFICIE
B, MlGRAClON RESTRINGIDA COIY COLUMNA CEMENTADA
.,
. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .
:.:.' i ; i i i : : .i .i i I ; .
............
..............
..............
.
........
. - -.
m
a
.
-TECHO M
LABORES
ESTERILES AEANDONADOS
SOBRELL
PISO
Figura 10.17.
Figura 10.18. Método de consolidación parcial con reducción de
los electos de la migración de los huecos. (Ackenheil, A. C.. 1970)
:-:. . . . . . . . . .
'......
.....-.
HUECO
CEMENTO
Formación de una columna para la consolidación
parcial.
Otro procedimiento que se está empezando a emplear,
cuando las labores están localizadas y aún no se han hundido, es el del relleno neumático con lanzadera interior, tal
como se muestra en la Fig. 10.19. Se aplica en vía seca,
añadiéndose una pequeña cantidad de agua para suprimir el polvo. Para inspeccionar el estado de los minados
antes y después del relleno se utiliza una cámara de televisión de pequeñas dimensiones.
Los métodos comunmente utilizados para clausurar los
pozos son:
1. Empleo de tapas de cierre prefabricadas.
2. Consolidación de los pozos mediante relleno y cementación.
3. Consolidación y empleo de unas tapas de cierre.
4. Relleno y taponado con material cementado.
COHThcTO D E L
MATERIAL IX
09LE
ICEW
RELLEK) CON
PLANTA
Si la técnica elegida contempla el llenado del pozo con
estériles, se deberán seguir las siguientes pautas: en la
parte inferior, a lo largo de una altura de unas cinco veces el diámetro del pozo, se evitará la introducciónde bloques mayores de 30 cm o de bloques de roca degradable, este material permitirá que el agua subterránea percole sin interrupción y que se evite al mismo tiempo la pérdida del relleno con estériles limpios o similares a un material granular sin materia orgánica. La curva granulométrica que se recomienda es la siguiente:
Figura 10.19. Sistema de relleno neumático con lanzadera (Roberts y Holbrook, 1986).
5.4.
Abandono de labores subterráneas
Las labores de infraestructura más frecuentemente encontradas en la superficie son los pozos, las galerías de
montaña y los planos inclinados. Con respecto a las primeras, si el objetivo de la recuperación de los terrenos es
la construcciónde algún edificio se recomiendan unas distancias mínimas de seguridad, que según los diversos autores son las siguientes: Price et al aconsejan una distancia igual a la del espesor del material de recubrimiento
no consolidado, hasta un máximo de 30 m; la NCB sugiere una zona de seguridad alrededor de los pozos correspondientes a un ángulo de 45" desde la intersección de
dichas labores con los niveles de roca; por Último, si el material de recubrimientoes muy flojo se recomienda una distancia igual al doble del espesor hasta una profundidad
de 15 m.
Siempre que sea posible se llevará a cabo una investigacidn geotécnica de los suelos y rocas presentes, así
como una inspección del estado del revestimiento o hastiales del pozo.
CRATCR
2 tan 8
,
POZO AmlERTO
I
8
-
ROCA
OOY rACTA
90'-
#S
P
E 8 E L ANWU)
M
REM-
M DZ LüS Y A T E R I A L E I
M RECU.RIYIENT0
Figura 10.20. Diámetro del cráter que se produce alrededor de
un pozo cuando existe matenal de recubrimiento.
TABLA 10.IV
-
TAMAÑO
(mm)
PORCENTAJE
EN PESO
> 300
300 a 20
20 a 2
> 80
< 15
<1
c5
En los entronques de los pozos con las galerías en dirección se utilizarán los bloques de roca, como anteriormente se ha indicado, en unas alturas mínimas por encima de los mismos de 5 D.
En campos abiertos, los pozos una vez rellenados se
cercarán con algún tipo de valla. Sin embargo, en las
proximidades a áreas urbanas se colocará una cubierta
de hormigón armado.
La técnica anterior puede complementarse con la cementación del relleno en aquellos casos en que se requieran unas condiciones de seguridad máximas. Para Ilevarlo a cabo se perforarán unos barrenos con tuberías de revestimiento exterior y se utilizarán otras perforadas más
pequeñas a travks de cuyos orificos y mediante el auxilio
de un cierre de goma se inyectará la lechada de cemento
y arena fina c o . n f g v se extr4ga la primera. El número
de barrenos dependerá del diámetro2delpozo, aconsejándose uno solo si la citada dimensión es de un& 2,s m y
hasta cuatro si es de 4 6 5 m. Cuando se utilice más de
un barreno es necesario efectuar las inyecciones sucesivas casi simultáneamente, de forma tal que se evite que
existan áreas donde queden atrapados aire o agua por debajo de los niveles tratados.
Los tapones de hormigón se utilizan para evitar la pérdida del relleno. particularmente en pozos profundos. Aunque su construcción es frecuente en pozos aún en operación, cuando estos se encuentran abandonados será necesario tener en cuenta los riesgos de subsidencia del relleno, junto al colapso de las paredes, la emisión de gases y la irrupción de agua.
En la Fig. 10.21 se muestran dos diseños de tapones.
uno suspendido y otro cementado.
.
Si existe riesgo de acumulación de gases se dispondrá,
hasta la superficie, de unos tubos para favorecer el escape de estos.
Otra clase de cierre que se utiliza con mucha frecuencia son aquellos con forma de pirámide o cono invertido.
Se construyen fabricando una estructura metálica de chapa, colocando en su interior un entramado de redondos
de acero, para después verter sobre ellas el hormigón y
conseguir un elemento de cierre resistente.
MATERIAL DE
RECUBRIMIENTO
A- TAPON SUSPENDIDO
RECUBRIMIENTO
RELLENO DE
Figura 10.23. Tapa en forma de pirámide invertida.
8- TAPON CEMENTADO
Figura 10.21. Tipos de tapones utilizados en el cierre de pozos.
(Willis, A. J., 1976)
Las tapas de cierre construidas de hormigón armado
constituyen un método de clausura de pozos muy empleado, sobre todo cuando no se ha procedido al relleno total
o a su taponamiento.
Las losas se colocan apoyándose en la roca firme, tal
como se muestra en la Fig. 10.22, y deben tener un diámetro mínimo superior a dos veces el del pozo. El espesor de estas losas se recomienda que sea superior a los
45 cm.
Figura 10.22.
Cierre de un pozo con losa de hormigón.
( W i l l i s , A. J.. 1976)
Este sistema es ideal para el cierre de pequeños pozos
o chimeneas con diámetros inferiores a los 2,s m.
La clausura de socavones y pozos inclinados se debe
realizar, una vez localizados estos en superficie, mediante el rellepo en un tramo desde la boca de, al menos, 10
veces la altura de la excavación. Si la labor es inclinada
se levantará un tabique de hormigón en el extremo más
profundo, capaz de retener y soportar el empuje del relleno o del agua que pudiera acumularse. La introducción
del relleno, que podrá cementarse o no, se hará en diver.sas fases y tras.su terminación se sellará la entrada con. ... . . .
otro tabique de hormigón o de mampostería de un espesor mínimo de 30 cm Fig. 10.24.
Foto 10.2.
Colocación de una tapa cónica en un hundirnienlo
tar, si no se han tomado una serie de precauciones, a las
estructuras construidas en la superfice.
Los fenómenos de subsidenciaoamente_separalizan,
pudiendo manifestarse mucho despues de la explotación,
con un carácter impredecible y de fuerte magnitud.
Los problemas de inestabilidad solamente se presentan
cuando se produce un proceso de colapso natural que se
extiende hacia la superficie, hasta intersectar con la cimentación o estructura prevista como consecuencia de los
asentamientos, los colapsos de los pilares o movimientos
de los estratos suprayacentes a los minados.
Cuando esas excavaciones se encuentran a profundidades superiores a los 60 m, no afectan normalmente a
las estructuras de superficie. En caso contrario, sí, por lo
que será necesario, si se desea construir sobre los terrenos, evaluar la capacidad portante de los materiales por
encima de la zona colapsada en relación con las cargas
de las estructuras previstas.
Figura 10.24. Clausura de un plano inclinado.
Si las labores son muy superficiales una solución puede ser la excavación y relleno del área sobre la cual se
pretende construir.
En la superficie, donde se habrá realizado una pequeña excavación de saneo y limpieza, se procederá al extendido, cornpactación y nivelación del material vertido.
Si esas labores subterráneas actúan como canales de
drenaje de las minas se dispondrán unas obras auxiliares
para garantizar la salida de las aguas.
6.
RECOMENDACIONES DE CONSTRUCCION
SOBRE AREAS MINADAS SIN
CONSOLIDAR
Siempre que haya trabajos subterráneos abandonados
existe un riesgo de hundimiento que puede llegar a afec-
O
Otras alternativas cuando los minados son más profundos consiste en recurrir a un diseño especial de las cimentaciones. Si los edificios son de reducida altura pueden emplearse cimentaciones del tipo de losa corrida
Fig. 10.25, con las que se consigue un buen reparto de
las cargas sobre los terrenos de baja capacidad portante.
Cuando se precisen pilotes para transferir la carga estructural a los materiales del subsuelo, la profundidad de
los mismos dependerá de la existencia o no de unos estratos competentes entre los minados y las superficie
Fig. 10.26.
Este tipo de cimentaciones s61o se suele utilizar en profundidades inferiores a los 30 m, pues sino resulta económicamente prohibitiva.
5m
ESCALA
UECCIOn A-A A E X A L A ANPLIAOA
Figura 10.25. Tipo de cimentación de losa corrida. (Tornlinson, M . J . , 1980)
ESTRATOS POCO
POTENTES Y RESISTENTES
\
CHIMENEA DE
MATERIALES
HUNDIMIENTO
SUPE\RFICI4LES
\\,
Figura 10.26. Empleo de pilotes para la cimentación de estructuras. (Tornlinson, M . J., 1980)
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Capítulo 11
CONTROL DE LA EROSION Y SEDIMENTACION. OBRAS
ESTRUCTURALES
La explotación de un yacimiento lleva consigo una serie de operaciones, generalmente de alcance considerable, que producen importantes cambios en la morfología
local. Se hacen excavaciones, se construyen vías de acceso, se hacen zanjas, se interrumpe o se modifica el
cauce de un río. se mueven grandes volúmenes de tierra,
se forman terraplenes y escombreras, etc. Todo ello favorece el fenómeno de la erosión y trae consigo problemas
de carácter ambiental. Dicho fenómeno se ve acentuado
ante la ausencia de cobertera vegetal, así como por la formación de taludes de fuerte pendiente.
La erosión se define como el desgaste de la superficie
t e r ~ s t r epor la acción de agentes externos como el viento o el agua.
La erosión eólica tiene importancia según las circunstancias de la explotación, pero se puede asociar al movimiento de partículas muy finas como consecuencia de
corrientes de aire, unas de carácter natural aviento. y
otras provocadas por el paso de maquinaria pesada o por
acciones que disgregan los materiales, hasta triturarlos y
convertidos en afinos~,y luego los mueven y los dejan en
suspensión en el ambiente, de manera que el viento traslada a estos finos de un lado a otro hasta que se
depositan.
En el caso de las actividades mineras es la erosion hídrica la más importante y la de efectos más perjudiciales,
se produce, cuando se disgregan las partículas de los materiales superficiales y son arrastrados de dichas superficies por la acción del agua.
El impacto de las gotas de lluvia sobre las superficies
desnudas de los nuevos su el os^^ de las áreas excavadas y de las construidas con los estériles, provoca, por un
lado, una destrucción de los agregados de esos materiales produciendo una liberación de particulas finas y, por
otro, una disminución de la velocidad de infiltración como
resultado de la formación de una costra más impermeable debido a la cornpactación.
Si cae más liuvia de la que puede infiltrarse en el suelo, se producen entonces las escorrentias.
Según la forma de manifestarse, la erosión hídrica puede clasificarse en: laminar, en regueros o surcos, y en
barrancos o cárcavas.
La erosión laminar resulta d e la disgregación de los
agregados del suelo por la acción combinada de los impactos de las gotas de lluvia y de la escorrentía. Se manifiesta por la remoción más o menos uniforme de delgadas capas de suelo en áreas bastante grandes. Al degradarse el suelo por capas sucesivas este tipo de erosión
es más peligrosa que otras, detectándose, por lo general,
grandes cantidades de material removido que se deposita
en los cursos de agua: la erosion laminar es más importante sobre los suelos naturales que sobre los suelos mineros, pues en los primeros se pierde más materia orgánica y nutrientes al estar estos en la parte más superficial, mientras que en los mineros los materiales superficiales con mayor espesor suelen ser una mezcla de los
diferentes horizontes.
La erosión por regueros o surcos se produce al arrastrar el agua elementos terrosos, cuando esta circula por
la superficie, formando pequeños canales con una orientacibn sensiblemente normal a las curvas de nivel. Esos
surcos se forman cuando el agua no discurre unifomemente por la superficie, sino que lo hace concentrada en
corrientes de una potencia erosiva capaz de abrir pequeñas incisiones en el suelo que con el tiempo pueden Ilegar a ser importantes. Si los surcos son pequenos pueden eliminarse mediante escarificados superficiales.
La erosión en barrancos o cárcavas se manifiesta por
las profundas incisiones en el terreno que el agua de escorrentia genera cuando existe una alta concentración de
Bsta; En las' paredes laterales se pueden jioducii, además, desprendimientos de los agregados de los suelos,
debido a la falta de cohesión de los mismos por el exceso
de humedad.
Este capítulo trata de abordar el tema de la erosión desde dos puntos de vista diferentes, en los cuales se contempla, por un lado, la estimación da la cantidad de erosión originada y, por otro, las distintas maneras de conirolar dicha erosión.
El objetivo final es la búsqueda de medidas o soluciones que disminuyan el riesgo de erosion, y la erosión en
sí, en las areas afectadas y la integración de las obras realizadas en el entorno.
Para ello habrá de tenerse en cuenta una serie de factores que van a influir en la erosionabilidad de los suelos y
por tanto en los procesos d e restauración. Fig. 11 . l .
Figura 1 1.l. Factores que influyen en la erosionabilidad de los suelos.
2.
EVALUACION DE LA EROSION HlDRlCA
A finales de los años cuarenta se empezaron a estudiar una serie de modelos de erosión encaminados a predecir, estimar y cuantificar las pérdidas de suelo, debidas a
la erosión superficial, que se produce en una zona determinada. Fruto de esas investigaciones es la ecuación
Universal de Pérdida de Suelol, (Wischmeier y Smith,
El Factor de Lluvia <cR*s,se define como el producto de
dos características de la lluvia: la energía cinetica .<E,, y
la intensidad máxima durante 30 minutos ~4,,~~. El valor
de -R,* puede estimarse para un chubasco mediante la
ecuación:
2 (1213 + 0.890 - 1og10. 1,) - (I,T,)
1958).
R=
173,6
1
. 130
donde:
A=2,24.R-K.L.S.C-P
1,
= lntensidad de precipitación para un incremento de
=
A = Perdida media anual de suelo (tlha).
R = Factor de Lluvia.
T,
,I
j
n
K
L
S
C
P
Si se calcula 43. como producto de las dos variables
citadas, los valores de -En pueden estimarse con la Tabla ll.1 conociendo la intensidad de precipitación en una
hora.
siendo:
intensidad (mrnlh).
Período del incremento del chubasco (h).
= Intensidad máxima de precipitación en 30 minutos.
= Incremento del chubasco.
= Número de incrementos del chubasco.
= Factor de Erosionabilidad del Suelo.
= Factor de Longitud de Declive del Talud.
= Factor de Pendiente de Talud.
= Factor de Cubierta Vegetal y Uso del Suelo.
= Factor de Control de la Erosión.
TABLA 11.l. ENERGIA ClNETlCA DE LA LLUVIA NATURAL
(Kilográmetros/Hectárea-mm)
(Wischmeier y Smith, 1958)
INTENSIDAD
O, 1
02
0,3
0-4
0,5
0,7
0,6
(mm)
0,O
O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0,000
12,142
14,814
16,377
17,486
18,347
19,050
19,644
20,159
20,613
3,265
12,509
15,002
16,504
17,582
18,425
19,113
19,699
20,207
20,654
9,937
12,845
15,182
16,626
17,614
18,498
19,176
19,752
20,554
20,604
7,499
13,253
15,353
16,745
17,765
18,571
19,238
19,806
20,301
20,435
8,606
13,439
15,717
16,860
17,854
18,643
19,298
19,858
20,347
20,775
9,470
13,705
15,674
16,972
17,940
18,714
19,385
19,920
20,392
20,816
10,171
13,945
15,826
17,080
18,025
18,852
19,417
19,961
20,437
20,857
O
1
2
3
4
5
21,029
23,642
25,254
25,363
27,224
21,386
23,879
25,321
26,459
27,300
21,722
24,059
25,503
26,551
27,375
22,030
24,230
25,622
26,642
27,443
22,316
24,294
25,737
26,732
27,520
22,582
24,551
25,894
26,817
27.591
0,8
0-9
- - - - - - - -
1O
20
30
40
50
10,765
14,188
15,971
17,196
18,108
18,852
19,475
20,011
20,482
20,897
11,281
14,488
16,111
17,289
18,189
18,919
19,532
20,061
20,526
20,939
11,734
14,616
16,247
17,389
18,269
18,958
19,588
20,110
20,570
26,978
6
7
8
9
22,830
24,703
25,957
26,902
27,651
23,065
23,065
26,063
26,965
27,723
23,285
24,988
26,116
27,066
27.796
23,493
25,194
26,265
27,146
27,862
'
A partir de la precipitación máxima del mes en 24 horas, es posible calcular la intensidad de lluvia en 1 hora.
Como la precipitación se reparte desigualmente a lo largo
del día, el valor correspondiente a 24 horas se divide por
6, 2 ó 4, según que la zona geográfica de estudio se encuentre en un área muy lluviosa del Norte de España, en
el Levante o Suroeste o en una zona intermedia.
w entre 0,3 y 0,7
El Factor de Erosionabilidad ~ K varía
y depende de las propiedades del suelo, especialmente
del contenido en materia orgánica, la textura, la estructura y la permeabilidad. El cálculo de *Km puede hacerse a
partir del nomograma de Wischmeier Fig. 11.2.
+
1. Rápida: de 250 mmlh.
2. Moderada o rápida: 65 a 125 mmh.
3. Moderada: 20 a 65 mnilh.
donde:
x = Longitud de declive del talud (m).
m = 0,5 si la pendiente es 2 5 %.
0,4 si la pendiente es < 5 % y > 3 %.
0,3 si la pendiente es 6 3 % y 3 1 %.
0,2 si la pendiente es < 1 %.
S = Pendiente del talud (%).
Existen gráficos preparados para calcular ULSNcomo
el que se muestra en la Fig. 11.3.
Lenta a moderada: 5 a 20 mmh.
5. Lenta: 1,25 a 5 mmh.
6. Muy lenta: menos de 1'25 mmh.
4.
Figura 11.2. Abaca para el cálculo del Factor NKN.
El Factor de Longitud de declive de talud wL))y el de
Pendiente de talud -S,, se suelen evaluar conjuntamente
Y se aenomina Factor Topográfico <<LS,,. Estos dos factores afectan a la capacidad de la escorrentía para desPrender y transportar los materiales del suelo al aumentar
12 velocidad y, por consiguiente, al potencial erosivo del
agua. El valor de -LS>>puede estimarse con la expresión:
Ls =
IL]
22.13
m
(0.065 C 0,045 S
+ 0.0065 S2)
Cuando las superficies en los taludes no son regulares
el valor de -LS)l viene dado por la siguiente ecuación:
n
2 Is.xm+iI I
LS
=
~ . x . ~ + l ]
I 1-1
1=1
x, (22,13)"'
n = Número de segmentos en que se divide el talud.
Cada una de ellos debe ser regular en pendiente y
tipo de suelo.
Figura 11.3. Abaco de cálculo del Factor Topográfiw ~ ~ L S > J .
x, = Distancia desde la parte superior del talud hasta el
extremo superior del segmento j (m).
x, = Longitud total del talud (m).
S, = Valor del factor de pendiente para el segmento j.
El Factor
de Cubierta Vegetal y Uso del Suelo incluye los efectos interrelacionados del tipo de cubierta vegetal, la secuencia de la misma en el caso de cultivos, la
distribución de la precipitación, etc. En los terrenos recuson depositados
perados en minería, cuando los e~suelos,~
sobre los estériles, no existe inicialmente ninguna protección vegetal, y el factor «CNes igual a 1. Sin embargo,
con la aplicación de un mulch se puede reducir inmediatamente su valor hasta niveles aceptables. En la Fig. 11.4
pueden observarse los grados de cubrición esperados
para diferentes cantidades de mulch de paja o heno.
En la Fig. 11.5 se muestran los valores de uC31en función del grado de cubrición de suelo obtenido con el
mulch.
CANTIDAD DE MULCH (1000 Kg/Ha)
Figura 1 1.4. Relación entre la cantidad de mulch por unidad de
superficie y elgrado de cubrición alcanzado (Wischrneier y Srnith,
1978).
GRADO DE CUBRlClON DE MULCH
Figura 11.5.
Efecto del mulch sobre el Factor ,<C>J
(Wischmeier
Y Srnith, 1978).
En las Tablas 11.II y 11.III se indican los valores de ~ ~ C P B les para la desviación de las aguas, etc. Si tales obras no
se realizan el factor «P. tendrá un valor de 1. En la Tabla
para diferentes tipos de cubierta existente.
11.IV se recogen los valores de este factor en función de
Por último, el Factor de Prácticas de Conservación *P),
la
pendiente de los taludes cuando se dispone de terrarefleja la efectividad de medidas protectoras, tales como
zas o diques de desvío.
el establecimiento de terrazas o bermas, diques o cana-
TABLA 11.II.
VALORES DE MC»PARA LAS ZONAS CON CAPA DE MATERIA ORGANICA Y SEMBRADAS
(Srnith y Ports, 1976, SCSA)
PROPORCION DE
CAPA DE MATERIA
ORGANICA, EN
kglm2
TRATAMIENTO
Sin capa de materia orgánica y sin sembrar
Granos o pastos de crecimiento rápido
Capa de materia orgánica procedente de pajab
Periodo 1
Todo
Todo
Ninguno
0,22
0,34
0,45
Astillas de madera
S 10
11-15
16-20
21-25
26-33
34-50
4 15
4 20
4 15
6 15
S 15
1O0
70
20
12
6
7
11
14
17
20
5
2
8
5
2
Todo
Todo
1
S 10
S 10
30,2
53,8
1,6
2,7
56
Grava
VALOR C,
EN PORCENTAJEa
PORCENTAJE DE
PENDIENTE
Siembra permanente, segundo año
Periodo 2
1O
7
5
5
5
5
5
5
5
5
2
5
2
2
1
1
-
Periodo 1: las primeras seis semanas del periodo de crecimiento; Periodo 2: despues de las seis semanas del periodo de crecimiento,
Capa de materia orghnica creada con paja o heno.
TABLA 11.III.
FACTOR DE CUBIERTA VEGETAL Y USO DEL SUELO «C»
(U. S. Soil Conservation Service, 1975)
TIPO DE CUBIERTA Y PROMEDIO DE
ALTURA DE CAlDA DEL GOTEO DE AGUA
CUBIERTA
ARBOREA
Y ARBUSTIVA
(%)
G
Cubierta no apreciable
1
Cubierta de maleza alta o arbustos bajos (0,5
m altura de caída)
Arbustos (2 m altura de caída)
CUBIERTA
HERBACEA
Y RESTOS
VEGETALES
PORCENTAJE DE CUBIERTA HERBACEA
Y DE RESTOS VEGETALES
O
20
40
60
80
95-100
W
0,45 0,20 0,10
0,45 0,24 0,151
0,042 0,013 0,003
0,090 0,043 0,011
25
G
0,36 0,17 0,09
0,038
0,012
0,003
50
W
G
W
75
G
0.082
0,035
0,075
0,031
0,041
0,012
0,039
0,011
0.01 1
0,003
0,011
0,003
0,09
0,040
0,14
0,085
0,085 0,038
0.13
0,081
0-08 0.036
0,12
0.007
0,013
0,042
0,012
0,041
0,012
0,040
0,003
0,011
0,003
0,011
0,003
0,011
25
G
W
50
G
75
W
G
W
( 0.36
0.20
0.26 0,13
0,26 0,16
0,17 0,lO
0,40
0,40
0,34
0,34
0,28
0,28
0,18
0,22
0,16
0,19
0,14
0,17
0.13
0,07
0,11
0,06
TABLA 1 1 .III. (Continuación)
TIPO DE CUBIERTA Y PROMEDIO DE
ALTURA DE CAlDA DEL GOTEO DE AGUA
Arbobes, sin sotobosque de arbustos bajos (4
m altura de caída)
CUBIERTA
ARBOREA
Y ARBUSTIVA
('3)
CUBIERTA
HERBACGI
Y RESTOS
VEGETALES
25
G
0,42 0,19 0,lO
0,041 0,013 0,003
W
0,42
0,39
0,39
0,36
0,36
0,087
0,040
0,085
0,039
0,083
G
50
W
G
75
W
G
w
=
=
PORCENTAJEDE CUBIERTA HERBAcEA
Y DE RESTOS VEGETALES
O
20
0,23
0,18
0,21
0,17
0,20
10
0,14
0,09
0,14
0,09
0,13
60
80
0,042
0,013
0,042
0,012
0,041
95-100
-
0,011
0,003
0,011
0,003
0,011
La cubierta de la superficie es cbsped o plantas similares, con restos vegetales compactados y 5 cm de profundidad,
consiste principalmente en plantas herbáceas de hoja ancha (por ejemplo, de malas hierbas con un
La cubierta de la
reticulado de raíces superficial y sin restos vegetales).
a su vez, tienen como objetivos principales: conducir por
los lugares adecuados los excesos de agua que se presentan durante las lluvias y al cortar acuíferos, o la que discurre por cauces existentes, de manera que se impida su
entrada a los huecos de explotación y su contaminación
química, con determinadas sustancias, y física por la disgregación y arrastre de los materiales superficiales por la
acción erosiva del agua. Además se evitará la elevación
de los niveles freáticos para: no afectar a la estabilidad de
los taludes de las excavaciones y escombreras; para aumentar el rendimiento y eficacia de las diferentes operaciones mineras al mejorar las condiciones de rodadura y
reducir los costes de mantenimiento y bombeo; para facilitar el empleo de explosivos más baratos no resistentes
al agua; para disminuir los atascos en trituradoras y cribas; para reducir el volumen de agua tratada en las plantas depuradoras, y para ayudar también al establecimiento de la cubierta vegetal.
A continuación, se exponen diversos métodos de cálculo hidrológicos e hidráulicos, así como los tipos de obras o
estructuras más empleadas en explotaciones mineras.
La neceiidad de estas obras no es, pues, exclusiva de
la etapa de restauración, ya que son elementos imprescindibles para la buena marcha de las operaciones.
TABLA II.IV
PENDIENTE DEL
TALUD (%)
1-2
3-8
9-12
13-16
17-20
21 -25
VALOR DE .<PF~
0,12
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
.
.
3.1. Calculo de los caudales a desaguar
.
Foto 11.! . Erosión en el talud remodelado de una escombrera
sin cubieria vegetctl protectora.
3.
CONTROL DE LA EROSION Y
SEDIMENTACION
Las acciones encaminadas a reducir las pérdidas de
suelo por erosión hídrica en una superficie afectada por la
actividad minera, se centran en el modelado final y en el
diserio y construcción de obras de drenaje y desagüe que,
.Una etapa básica en cualquier proyecto de restauración -es la determinación del caudal máximo a desaguar dentro
de las zonas recuperadas y que servirán de punto de partida para el dimensionamiento de las obras de drenaje.
En cuanto a las precipitaciones, dado que en la mayoría de los lugares el número de datos utilizable es relativamente escaso, no parece razonable extrapolar a tiempos de recurrencia superiores a 100 años; y en cualquier
caso, no debería pasarse de cios a tres veces la extensión media de las series utilizadas, para ser representativas deben tener un mínimo del orden de 20 años. Algunos de los tiempos de recurrencia más utilizados para diferentes tipos de estructuras son los recogidos en la Tabla 1 l V.
afectados por las actividades extractivas, a partir de fórmulas teóricas como son la de Richards y la Racional:
TABLA 11.V
PERIODO DE
RETORNO
2 años-24 horas
10 años-24 horas
20 años-24 horas
25 años-24 horas
100 años-24 horas
- Richards:
TIPO DE
ESTRUCTURA
Canalizaciones temporales.
Canalizaciones permanentes.
Canalizaciones temporales de
cursos de agua.
Balsas de decantación (volúmenes y aliviadero principal).
Tubos de desagüe con una sección menor de 3 m*.
Tubos de desagüe con sección
mayor de 3 m'.
Aliviaderos de emergencia de las
balsas de decantación.
Cursos de agua reconstruidos '.
Canalizaciones permanentes de
cursos de agua '.
Aliviadero de emergencia de una
balsa de decantación grande.
Puentes con longitudes mayores
de 10 m.
O la capacidad original del curso de agua si corresponde a un
periodo de retorno superior a 100 años y 24 horas.
.
- Racional:
En esas expresiones g l Q t 1 es el caudal (m3/s); ~ C B ,el
coeficiente de escorrentia y 6 , s el área (ha).
Ambas fórmulas difieren en los términos -K,,e e4s~.El
término «KB,es un factor corrector, que en cuencas pequeñas (tiempo de concentración menor a 6 horas) puede considerarse constante e igual a 1,2.
El término <<i,a en la fórmula de Richards corresponde a
la intensidad de la precipitación (mm/h), para una duración igual al tiempo de concentración. En la fórmula Racional es un factor adimensional.
El tiempo de concentración, que se calcula más adelante, es el período necesario para que la escorrentia de una
tormenta fluya desde el punto más alejado de la cuenca
de drenaje a la salida de la misma.
En la fórmula de Richards la intensidad máxima de Iluvia puede estimarse dando los siguientes pasos:
T agua, ~ ~
a) Se calcula el tiempo de concentración ~ ~ del
cero por métodos teóricos.
Las áreas a restaurar forman parte de las cuencas o
subcuencas de drenaje que son las que se deben tener
en cuenta para el cálculo de los caudales a evacuar.
Esos caudales se determinan para cuencas pequeñas,
como suelen ser las que se recuperan de los terrenos
b) La precipitación en 24 horas, recogida en pluviómetros, se denomina P2,.
c) Se determina el porcentaje P, (precipitación en el
tiempo de concentración) respecto a P2,, y se obtiene
la familia de curvas indicadas en la Fig. 11.6, en don-
aJ
'u-
8;
.gS
a=
"A
'
-0
z
n¿
0
O
c
-Y)
C
Ouracion e n minutos
Figura 11.6. Abaco de cálculo de las intoisidades especificas de lluvias en distintos tiempos (Base- 1 hora)
de las abcisas representan el tiempo de concentración <<Tc,,calculado en minutos, y en ordenadas, se
a utiliobtiene para cada curva, las intensidades <<i,,
zar en la fórmula de Richards.
Cada uno de estos conceptos viene tabulado según se
indica a continuación:
--
TABLA 11.VI
Así por ejemplo, para una cuenca pequeña situada en
el sur de España, la curva a utilizar es la equivalente al
25 % de la precipitación «Pcn del tiempo de concetración
respecto a la de 24 horas <<P2,,>.
En la f6muIa Racional, la intensidad de lluvia « i m se expresa, adimensionalmente, como una función del tiempo
de concentraci6n aTCny del cociente 4,/ldn, en donde -1,.
es la máxima intensidad de precipitación media para distintos periodos de tiempo, e <<Id.la intensidad media diana.
Basándose en los datos de diferentes pluviógrafos se han
esbozado para España las isolíneas «ll/ld,,.
Estos valores g<1,/Id~decrecen en función de la duración
del tiempo de concentración, según la siguiente ley que
da el valor de 4,) a utilizar en la fórmula Racional:
--
. -
TABLA 11.VI1
TEXTURA
Muy arenosa
Franco arenosa
Franca
Arcillosa
TABLA 11.VI11
c,
0,50
o,qo
0,20
0,lO
TABLA 11.IX
PRACTICAS DE
La representación se indica en la Fig. 11.7.
Cultivos
Eriales
0,10
A partir de la Tabla 11.X, sumando los valores .<K>*puede también determinarse con suficiente aproximación los
de acuerdo con los límites que en la misvalores de
ma se establece.
Para el cálculo del tiempo de concentración -Tc,, se
pueden utilizar diversos métodos, entre los que destacan
el propuesto por el Servicio de Conservación de Suelos
de Estados Unidos y el Nadal.
El primer método viene dado por la expresión:
en donde K = 3 - siendo -L. la longitud del cau-
vi-'
ce principal en m, e *<In. adimensional, kcientre entre la
diferencia de cotas de la cuenca y la longitud del cauce
principal.
Figura 1 1.7.
Familia de curvas /,/,.
El coeficiente de escorrentía -C>,
depende de las pendientes del terreno, textura del suelo, cubierta vegetal y
prácticas de cultivo. A cada factor, se asigna un valor específico y el coeficiente de escorrentia viene dado por la
expresión propuesta por Frevert:
C
=
1
-
(C,
+ C, + C,+ C,)
El cálculo del tiempo de concentración según Nadal se
efectúa con el ábaco de la Fig. 11.8 o bien, si por las dimensiones de la cuenca no se puede aplicar el rnismo, se
utiliza la fórmula:
T, = Tiempo de concentración (h).
L = Longitud de recorrido (km).
H = Desnivel entre la cabecera de la cuenca y el punto
de desagüe (m).
TABLA l l . X .
COEFICIENTE DE ESCORRENTIA
'I
VALORES DE K
1. Relieve del terre-
40
!
2. Permeabilidad del
suelo
20
Muy impermeable
Roca
3. Vegetación
20
Ninguna
4. Capacidad de al-
macenaje de agua
Valor de K comprendido entre
Valor de C
-
30
20
1O
Muy accidentado, pen- Accidentado, pendien- Ondulado, pendientes Llano, pendientes infedientes superiores al tes entre el 10 y el entre el 5 y el 10 %
riores al 5 %
30 %
30 %
no
15
Bastanteimpermeable
Arcilla
10
Bastante pemeable
Normal
5
Muy permeable
Arena
15
1O
5
Poca, menos del 10 % Bastante, hasta el Mucha, hasta el 90 %
de la superficie
50 % de la superficie
de la superficie
20
15
10
5
Ninguna
Poca
Bastante
Mucha
75-1O0
50-75
30-50
25-30
0,65-0,80
0,50-0,65
0,35-0,50
0.20-0,35
300
te, mediante diques y canales excavados. Las funciones
de estas obras son:
200
- Evitar el paso de las aguas a áreas fuertemente ero-
50
sionables, o en operación, y conducirlas de forma
adecuada.
PAVIMENTAW
- Reducir la longitud de los taludes para complementar
70
la resistencia a la erosión aportada por la vegetación.
-
u
W
-30
a\
o
2 -20
MGETKI
MHSA
- Impedir
las acumulaciones de agua en superficies
irregulares y10 cóncavas.
- Eliminar la llegada de las aguas a zonas con edificaciones o instalaciones mineras, y
- Proteger las tierras bajas frente a la deposición de
sedimentos.
Figura 11.8.
3.2.
Nomograma para el cálcu!o del tiempo de concentración.
Canales y diques
El control y canalización de las aguas de escorrentía en
las operaciones mineras es un problema resuelto. en par-
Previo al estudio hidráulico de estas obras, es preciso
establecer su naturaleza, es decir los materiales de las paredes y lecho, así como su sección o forma geométrica
en sentido perpendicular al flujo.
En cuanto a su naturaleza, los canales pueden ser
construidos sobre los propios estériles, en tierra, encespedados, en piedra, hormigón, etc. En función de las características de esos materiales se define la velocidad
máxima de circulación que garantiza, por un lado, la no
existencia de problemas de erosión y, por otro, evita la deposición de sedimentos. La velocidad mínima aconsejable
es de 0,25 m/c y las máximas admisibles se indican en la
Tabla 11.XI.
TABLA 1 1.XI
TlPO DE
REVESTIMIENTO
VELOCIDAD
ADMISIBLE
(m/c)
Hierba bien cuidada en cualquier clase de terreno
Terreno parcialmente cubierto de vegetación
Arena fina o limo (poca o ninguna
arcilla)
Arena arcillosa dura
TIPO DE
REVESTIMIENTO
Arcilla dura muy coloidal
Arcilla con mezcla de grava
Grava gruesa
Pizarra blanda
Mampostería
Hormigón
Si la pendiente de los canales da lugar a velocidades
de circulación mayores que las admitidas, se recomienda
el revestimiento vegetal de dichas obras con el fin de que
VELOCIDAD
ADMISIBLE
(m/s)
1,20
1,20
1,20
1,50
430
4,50
ésta actúe de retardador. En la Tabla 11.XII se indican las
velocidades máximas para distintas pendientes y diferentes especies vegetales.
TABLA 11 .XII
ESPECIES VEGETALES
Cynodon dactylon: menor de 0,2m
PENDIENTE
(%)
Suelo no erosionado
Suelo erosionado
0-5
5-1O
2,s
22
2,O
2,o
22
2,O
1,8
1,7
1,5
mayor de 10
Cynodon dactylon: mayor de 0,2m
Pennisetum clandestinum
0-5
5-10
mayor de 10
Agropyron repens: mayores de 0,6m
Phalaris arundinacea: menores de 0,6m
Agropyron smithii: menores de 0.6m
1,5
12
1,8
12
1,5
03
mayor de 10
1 2
0,6
1,7
1,4
1,l
1,1
08
0,s
0-5
0-1O
1,7
mayor de 10
1,l
1,1
08
0,s
0-5
5-10
0-5
5-10
mayor de 10
e
1t7
0-5
5-10
mayor de 10
Agropyron interrnedium: mayores de 0,6m
VELOCIDAD MAXlMA ADMISIBLE (mis)
1.4
1,6
1,o
1,3
0,7
0;5
1,O
Agropyron cristatum
Agropyron elongatum
Festuca elatior
Phalaris tuberosa
0-5
5-1O
1,4
1,2
1.O
03
Eragrostis curvula
Oryzopsis holciformis
0-5
1 ,O
0,7
l
Siempre que sea posible, se procurará llegar al 1 % de
pendiente.
En lo referente a los tipos de sección transversal la elección dependerh del caudal. de la velocidad máxima de circula$Ón de agua, e indirectamente de la maquinaria minera disponible para la construcción de los mismos. Las
secciones n ~ á sempleadas son:
Además del criterio hidráulico, en la elección de las especies vegetales intervendrán otros criterios de tipo eco16gic0, climático y edáfico de la zona.
Las pendientes de los canales colectores, en casi todas
las ocasiones, vendrán condicionadas por la propia topografia de la zona restaurada. No obstante, se debe intentar seguir las pautas recomendadas en la Tabla 11.XIII
para terrazas de desagüe.
- Triangulares.
TABLA 11.XIII
LONGITUD DE TERRAZA
(m)
PENDIEME MAXIMA
(%)
30 o menos
31 a 60
61 a 150
151 a 365
366 o más
2
12
0-5
0,35
0-3
- Trapezoidales.
- Parabólicas.
El cálculo hidráulico de la sección mínima del canal se
basa en dos expresiones básicas que son, por un lado:
smin. =-
De acuerdo con la Instrucción de Carreteras, las pendientes mínimas para canales de desagüe general serán
las siguientes:
S,,,
Q
- Canales revestidos: 0,2 %
- Canales sin revestir: 0,5 %
TALUD ( S )
=
Vmi,
6
= Sección mínima teórica (m2).
= Caudal máximo previsible en la sección de desagüe (m3/s).
= Velocidad máxima admitida (rnts).
-
Area
B
= - H ,.
Radio hidráulico
=
(H B)/2
Anchura superior B = 2 . H . S
----i
/\
Area
=
b H
+ SXH~
m
Perímetro mojado = b + 2H
+ b & ~
Radio hidráulico
TALUD (S)
e
Q
",
=
b
+
Anchura superior B = b
+2
X
H
~.H+s.H~
Area
2
H
W
H S
- -B . H
3
8.E'
Perímetro mojado = B + --3.8
Radio hidráulico
=
Anchura superior
- 3 (área)
2.B2-H
3.B2+8.H2
2H
Figura 1 1.9. Parámelros caraclerislfcos de las d~ferenlessecciones transversales.
.
.
Y, Por otro, la fórmula de Manning:
1 Rm . j112
V=n
SECCION PARAEOLICA
donde:
V = Velocidad del agua (mls).
i = Pendiente longitudinal del canal (mtm).
n = Número de Manning.
R = Radio hidráulico (m).
El radio hidráulico de un canal o dique es la relación
existente entre el área mojada y el perímetro mojado.
El número de Manning, según el tipo de revestimiento
se indica en la Tabla 11.XIV.
SECCION TRAPEZOIDAL
TABLA 11.XIV
TIPO DE REVESTIMIENTO
n
Tierra ordinaria con superficie uniforme
Hierba (altura de la Iámina de agua superior a
15 cm)
Hierba (altura de la Iámina de agua inferior a
15 cm)
Hierba espesa
Encachado de piedra, rugoso
Encachado de piedra, liso
Hormigón rugoso
Hormigón liso
0,02
SECCION TRIANGULAR
Figura 1 1.10.
0,04
0,06
0,lO
0,04
0,02
0,024
0,012
Independientemente de que debe efectuarse un cálculo hidráulico riguroso, algunos criterios generales Que oueden seguirse en la construcción de 16s canales 'so" los
siguientes:
- Su localización debe determinarse considerando las
condiciones de descarga, la topografía, los usos del
terreno, los tipos de suelos, taludes y áreas de drenaje.
- Según la zona que se pretenda proteger, se utilizarán
para el diseño periodos de recurrencia de 10 a 50
años.
Los aliviaderos laterales se construirán situándolos al
menos 15 cm por encima. Fig. 11.10.
- Las anchuras de los canales para el diseño máximo
serán como mínimo de 1,2 m.
- Los taludes no serán inferiores de 2 H: 1V.
- Tanto el cordón de material situado eguas abajo como
ei propio canal si está excavado en el terreno podrá
revegetarse 15 días antes de la instalación.
- Periódicamente se revisarán y, si fuera preciso, se retirarán los sedimentos depositados.
Construcción de canales excavados con diferentes secciones transversales.
ción de las aguas hasta las balsas de decantación. Los
tres tipos principales de diques son los siguientes:
- Diques de desviación.
- Diques de interceptación.
- Diques perimetrales.
Algunos criterios generales de diseño de estas obras
son los siguientes:
- Los diques con pendientes mayores del 2 % deben
ser estabilizados.
- El área drenada por cada dique no debe ser superior
a las 2 ha.
- El espaciamiento medio entre diques debe ser, al menos. el indicado en la Tabla 11.XV.
-
El segundo tipo de obras de desagüe son los diques.
Se trata de estructuras construidas con los propios estériles de las minas con el objetivo básico de la canaliza-
Foto 11.2. Canal de guarda de una mina de lignlfo pardo con
sección tra~eZ01dal
3.2.1. PROTECCION DE CANALES
TABLA 11.XV
TALUD POR ENCIMA
DEL DIQUE(%)
DISTANCIA ENTRE
DIQUES(m)
1o
5-1O
45
60
5
90
Como ya se han indicado, estas protecciones se emplean para preservar de la erosión el fondo y los cajeros
de los canales cuando las velocidades que alcanza el
agua son altas. Los tipos de revestimientos que mas se
utilizan son: la hierba, la grava, la escollera y el hormigón.
Fig. 11.13. Los tres primeros sistemas son los más económicos, pero el de hormigón es el más efectivo. La reducción de la energía del agua se consigue en los canales con las irregularidades y rugosidades de las superficies que presentan los materiales empleados.
GRADIENTE DEL DIQUE
Figura 11.1 1. Disposición de diques sobre el talud general de
drenaje.
.iSUELO
- La vida útil de los diques es limitada y, por lo general,
COMPACTADO
REVESTIMIENTO DE HORMIGON
no es superior a los 2 años.
- El material de construcción debe ser adecuadamente
compactado formando taludes laterales 2H: 1V.
- Los diques pueden ser revegetados mediante siembra
y utilizando mulches 15 días antes de su instalación.
- La altura mínima debe ser de 50 cm y la anchura de
coronación al menos de 60 cm.
REVESTIMIENTO O€ HIERBA
LEWO DE GRAVA DE 15 cm
REVESTIMIENTO DE GRAVA
Figura 11.13. Sistemas de protección de canales.
En el revestimiento de los canales deben observarse
las siguientes recomendaciones:
DiOUE M INTERCEPTACION
SECCIW TRANSVERSAL
.
- Si no se reviste de hierba, retirar todos los arbustos,
raíces y materia orgánica de la traza de los canales.
- Mantener las pendientesy secciones calculadas en todos los tramos de los canales.
- Compactar los materiales en las zonas de relleno.
Algunas consicieraciones específicas relativas a los distintos tipos de revestimiento son las siguientes:
A.
PLANTA
Figura 1 1.1 2 .
Tipos de diques.
Revestimiento de hierba. Fig. 11.1 4
La vegetación se establece normalmente por siembra o
plantación de raíces o esquejes de especies seleccionadas. En aquellas ocasiones en que se necesite una pro-
-.
.-
tección inmediata se podrán transplantar tepes de cesped.
También se emplean mulches, tales como redes de yute,
mallas de plástico, mallas de papel, paja o heno que se
colocan simultáneamente con- la siembra o plantación.
TEPES COLOCADOS AL T R E S B O L I U
Foto 11.3.
Canal revestido con grava gruesa.
C. Revestimiento de escollera. Fig. 11.15
CORRECTO
INCORRECTO
Los canales profundos y con sección en V precisan mayor protección frente a la erosión que los superficiales,
para la misma velocidad del agua. El material pétreo más
grueso se dispondrá con un espesor de unos 35 cm sobre un lecho de grava de 15 cm que actuará como filtro.
EMPLEO M ESTACAS DE FlJAClON
Figura 11.14. Canal revestido de hierba.
FILTRO DE GRAVA 15 cm.
CANAL E N V
Este tipo de revestimiento requiere poco esfuerzo y ca- pital para su construcción, pero precisa de inspecciones
y cuidados continuos si se desea mantener su efectividad
y evitar los daños por los sedimentos depositados.
Si se prevé que puede existir un pequeño flujo continuo
de agua se dispondrá de un filtro de grava central que permita el drenaje y protección de la vegetación.
- ESCOLLERA 35 cm.
... ..
-~ I L T R Ó DE G R A V A ' I S C ~
CANAL PARABOLICO
B. Revestimiento de grava
Muchos suelos se ven alterados cuando el agua circula
a velocidades superiores a los 0,5 mis. Las capas de cjrava pueden actuar en tales casos de protección. siempre
que se mantengan para granulometrías finas unas velocidades inferiores a los 0,75 m/s y para las gruesas inferiores a 1,2 mls, evitando así la removilización del material.
Así pues, cuando se prevea que el agua no va a circular con demasiada velocidad, podrá colocarse un recubrimiento de grava gruesa de unos 15 cm. que no requerirá
posteriormente de muchos cuidados de mantenimiento.
\-FtLTRO
DE GRAVA lSsm
CANAL TRAPEZOIDAL
Figura 1 1 1 5
Canal revestido de escollera y grava
Revestimiento de hormigón. Fig. 11.1 6
D.
Los canales hormigonados se construirán siguiendo los
criterios siguientes:
- El espesor mínimo debe ser de unos 10 cm.
-- Antes de la colocación, el suelo sobre el que se vierte
el revestimiento se compactar6 y humedecerá.
Cada 6 m se dispondránjuntas ranuradas para el control de las grietas durante el período de fraguado. Tambien se colocarán juntas de expansi6n cada 30 m, debidamente imperrneabilizadas.
- En los extremos del canal las losas de hormigón se diseñarán con un borde vertical u orejeta para evitar el
deslizamiento del canal sobre el terreno.
-
/
SUELO NATURAL
-_
2 : l TALUD
SECCION T R A N S V E R S A L
BORDE VERTICAL
EN E L EXTREMO
-
-I
i
PLANTA
Figura 11.17. Difusor laminar.
\--LONGITUD
DEL CANAL
I
.,
-
Las longitudes de estos difusores dependen de los caudales de descarga, tal como se indica en la Tabla 11 .XVI.
1
BORDE VERTICAL
TABLA 11.XVI
10cm.+
SELLADO
DE JUNTA
t
- "
10 cm
-.
-
r-
CAUDAL DE DISENO
(m3/$)
SELLADO
-----
-
-
Hasta 0,3
0,3-0,6
0,6-0,80,8-1,l
1,l-1,4
'- RELLENO
DE JUNTA
JUNTA RANURAM
JUNTA DE EXPANSIW
Figura 11.16. Canal revestido de hormigón.
3.3
LONGITUD MlNlMA
DEL DIFUSOR (m)
Difusores laminares
Los difusores laminares son obras construidas en zonas sensiblemente horizontales, dopde el agua recogida
Puede distribuirse a una velocidad inferior a la del umbral
de erosión sobre un área no alterada y protegible con una
cubierta vegetal. Fig. 1 1.1 7.
3.4.
4
-
-
6
-
8 --
11
13
Protección de sumideros
Las protecciones de sumideros están constituidas por
filtros o áreas de decantación excavadas alrededor de dichos puntos y tienen como objetivo evitar la entrada de sedimentos en las canalizaciones de desagüe, que pudieran
producir la obstrucción de los mismos o reducir su capacidad. Fig 11.18 y Fig. 11.19.
TELA METAL~CA
-
.-
- TELA FILTRAHTE
$' ,
'-1)
S U J E C C I O N DE
LA TELA
E S T I C A S 10 i I O c m
--
_
F I L T R O D E GRAVA
Figura 11.1 8. Sistemas de protección de sumideros.
-TACAS
POR
I A U M PAJA
-- - - - - - - . - -
-
.
.-
.-
TALADROS-
Figura 11.19. Sistemas de proteccion de sumideros.
Estas obras suelen construirse en la etapa final de recuperación de un terreno y los criterios generales de diseño que se siguen son los siguientes:
- El área receptora debe ser inferior a 0,5 ha.
- No deben interferir a la operación minera o uso futuro
-
previsto para los terrenos.
El sistema de protección debe ser efectivo frente al
tipo de sdlidos en suspensión arrastrados por el agua.
El sistema debe permitir una fácil limpieza de los sólidos recogidos.
- Después de cada tormenta o aguacero de fuerte in-
tensidad, o periódicamente con lluvias continuas debiles, debe realizarse un inspección y reparación si fuese necesario.
3.5.
Protección de desagües
En los puntos de descarga de los distintos tipos de canalización se emplean protecciones, con la doble finalidad
de disipar la energía del agua y evitar la erosión de las zonas entre los desagües y canales de aguas abajo. Las paredes y fondos de estos canales son cubiertas con un encachado de piedra, revegetadas o revestidas de hormigón
u otros materiales. Fig. 11.20.
Algunas recomendaciones generales de diseno son las
siguientes:
- La longitud de protección debe ser de unas 6 veces
el diámetro o anchura del canal.
- La pendiente de la estructura del canal receptor no
debe exceder del 1 %.
- El extremo de la estructura de protección debe cubrir
ligeramente el canal receptor.
- Periódicamente, o despds de cada torrnenta, deben inspeccionarse y repararse los daños.
3.6.
Barreras de sedimentos
Las barreras de sedimentos son obras provisionales
construidas de distintas formas y materiales, Iáminas filtrantes, sacos terreros, balas de paja, etc. Los objetivos
de estas barreras son contener los sedimentos procedentes de la erosión, en lugares establecidos antes de que el
agua pase a las vías de drenaje naturales o artificiales, y
reducir la energía erosiva de las aguas de escorrentía que
las atraviesan.
Se utilizan cuando las áreas desprotegidas son pequerias y no producen una elevada cantidad de sedimentos.
Algunos factores a considerar en la instalación y disefio de los diversos tipos de barrera son los siguientes:
A.
Barreras de láminas filtrantes. Fig. 11.21
I
PERFIL
PERFIL
m
ZANJA RELLENA CON T ~ E R R A
COMPACTADA
Figura 1 1.20.
Profecoon de desagües.
Figura 1 1 21
Barrera de lamipa fillrarilc
- Se construyen con postes, telas metálicas y geotextiles.
- Son estructuras temporales con una vida útil de unos
6 meses.
- El caudal límite de agua para estas barreras es de 30
11s.
- Por cada 1.O00 m* de superficie afectada debe disponerse de unos 30 m de barrera.
- La longitud máxima de talud no debe exceder de 30 m.
La pendiente de talud debe ser inferior al 50 % ó 2:1.
La altura de la barrera no debe ser superior a 90 cm.
-
- Cada bala debe fijarse al terreno con dos estaca
madera.
- Las balas deben estar enterradas en una profund
de 10 cm.
- La vida efectiva de estas barreras es inferior
meses.
Por cada 0,1 ha de terreno afectado deben emple;
unos 30 m de longitud de barrera.
- La longitud máxima de talud no debe exceder de 30
El talud máximo debe ser inferior del 50 % ó ;
-
-
C. Barreras de ramajes. Fig. 11.23.
B. Barreras de balas de paja. Fig. 11.22.
r
- Se construyen con ramas y arbustos, procedentes
JUNTAS RELLENAS CON CAJA SUELTA
.,-
L
SUELO COMPACTADO
d w w E s
PARALELOS AL TERRENO
FLUJO
SUELO
COMPACTADO
AGUA CARGDSA
DE SOLlOOS
e
...
AGUA FILTRADA
0 . 6 , ~ .PROFUNOIMD
MINIMA
'
-
f-l~in
LAMINA FIL--
EL AREA PROXlW SEMBRADA CON M U m AUMENTA U
EFECTIVIOAO M LA BARRERA
L
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'
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11.22.
e
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8
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MATERIAL GRANULARDI1 2 A 8 c m .
Figura
J:-.-.:. - =-.--5*;..21p-
I_
-
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>.Y
:S
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.---.-
LAMINA FILTRANTE
'~
7 2 . 1 HIN
Barreras de balas de paja
(
desbroce y limpieza de zonas a explotar, y Iámin
geotextiles o telas metálicas.
- La altura de las barreras debe ser, como mínimo, (
90 cm y la anchura de 1,5 m.
- Si se emplean láminas filtrantes, estas se fijarán
terreno mediante una pequeña zanja frontal de 10
10 cm y anclajes puntuales a ambos lados cada 90 cn
S \ i M COMPA
Figura 1 1 2 3 .
Barreras de ramajes
D.
Barreras de sacos terreros Fig. 11.24
- Se contruyen con una altura equivalente a la de dos
sacos terreros.
- La fijación al suelo se realiza con estacas de madera
o pies metálicos.
SACOS TERREROS
Figura 1 1.24. Barrera de sacos terreros.
En todos los casos después de cada aguacero debe
efectuarse una inspección y reparación de daños, así
como la limpieza de los sedimentos cuando estos alcancen una altura equivalente a la mitad de la barrera.
Las estructuras provisionales se emplean sólo durante
el tiempo que se tarda en construir los sistemas definitivos de canalizaci6n de las aguas, tanto en taludes de desmonte como de terraplén.
Las bajantes, como también se conocen a estas obras,
se utilizan en combinación con los diques de desvío que
tienen las funciones de canalizar las aguas, tanto de lluvia
como de drenaje, hasta puntos localizados en la cabecera
de los taludes y evitar la erosión de las superficies expuestas de éstos. La altura mínima de los diques debe ser
de 50 cm, y en los puntos de entrada a las bajantes se disponen tambibn diques laterales para aminorar la energía
del agua.
Como las bajantes de taludes pueden canalizar grandes volúmenes de agua y generar altas velocidades, debido a las pendientes de los taludes, en los puntos de descarga se deben construir disipadores de energía con escollera y hormigón; y revegetar además las zonas próximas.
A continuación, se indican los diferentes tipos de bajantes que más se utilizan en minería.
A.
3.7.
Bajante de tubería flexible. Fig. 11.25.
Desagüe de taludes
El desagüe de taludes requiere también de obras provisionales y permanentes para prevenir la erosión de las
superficies por el agua recogida sobre los mismos.
Es un sistema provisional de fácil instalación y montaje. En la Tabla 11.XVII se dan las dimensiones recomendadas de estas tuberías en función del área máxima a drenar para una pluviometria media.
Figura 1 1.25. Bajante de luberia flexible.
TABLA 11.XVII
AREA MAXIMA A
DRENAR (ha)
DIAMETRO DE LA
TUBERIA (mm)
02
0,6
1,o
1,4
2,o
300
450
530
61O
760
En los extremos de estas tuberías deben colocarse
unos elementos encauzadores cuyas dimensiones, de
acuerdo con la Fig. 11.25, son las indicadas en la Tabla
11.XVIII.
TABLA 11.XVIII
DE LA
TUBERIA
ESPESOR
(mm)
305
380
455
61O
760
915
1.O65
1.220
1.370
1.525
1,6
1,6
1,6
1,6
2,O
2.0
2,7
2,7
2,7
2,7
DIMENSIONES (cm)
,
A
H
L
W
C
15
20
20
25
30
35
40
45
45
45
15
15
15
15
20
25
30
30
30
30
50
65
80
150
120
150
175
200
215
220
60
75
90
120
150
180
210
230
260
290
60
60
60
60
60
90
90
90
90
90
Figura 11.26. Bajante de papel alquitranado.
B.
Bajante de papel alquitranado
Es un sistema barato y fácil de construir, pero con una
vida Útil de ano y medio aproximadamente. Una vez excavado y perfilado el canal, se colocan los pliegos de papel especial de abajo hacia arriba, tal como se indica en
la Fig. 11.26, solapándose entre si y dejando en los bor:
des laterales unas franjas de unos 50 cm a cada lado, donde se irán colocando las estacas de anclaje y que, posteriormente, se recubrirán con unos 15 cm de material.
-
C. Bajante de lámina plástica
Es semejante al sistema anterior, con la única diferencia de que la lámina es de una sola pieza y no es necesario el solape de las prolcngaciones. Fig. 1:.27.
D.
Bajante de tubos abiertos
Está construida por medios tubos metiilicos u hormigón
del mismo diámetro que se superponen en unas longitudes de unos 60 cm. Tanto el emboquille como el extremo
de descarga se protegen, llegando incluso a hormigonarse en bajantes permanentes. Fig. 11.28.
"
Figura 1 1.27. Bajanfe de lamina plactlca
SOLAPE DE J W T A S
DE 60 cm.
OlQUE
-,
CANAL
Figura 11.28. Bajante construida por medios tubos.
E. Desagüe de asfalto u hormigón. Fig. 1 1.29
Estas son estructuras de tipo permanente que se construyen de la siguiente forma:
-.
- Se excavan los canales sobre los taludes, con las dimensiones adecuadas, retirando toda la materia orgánica existente.
- Se aplican sustancias inhibidoras de la vegetación
compuestas por clorato sódico, cloruro cálcico, boratos, arseniatos, etc.
Una vez perfilado y compactado manualmente el canal, se coloca la mezcla de asfalto en frío compuesta
por arena y alquitrán al 8 % o de hormigón en masa,
distribuyéndolo y conformándolo manualmente con un
espesor mínimo de unos 5 cm.
- -
San.
- l.
I
a,
-L
DETALLE
-
Figura 11.29. Bajante de asfalto.
'
F. Desagüe de hormigón encofrado
Foto 1 1 . 4 .
Bajanfe de hormigón en el talud de una escombrera
Estos canales son utilizados ampliamente en los terraplenes de las carreteras para dirigir las aguas desde la cabeza al pie de los taludes evitando la erosion. El procedimiento constructivo es semejante al anterior en lo relativo
a la excavación y preparación del canal. Las piezas de
hormigón se construyen con encofrados disponiendo de
aletas y cortinas verticales de refuerzo cada 3 m que impiden el deslizamiento de las placas a lo largo del talud y
la rotura de las mismas. Estas piezas pueden reforzarse
con redondos de acero corrugado para obtener una mayor resistencia. El extremo inferior de descarga debe diseñarse de forma especial para evitar la erosion del agua
y disminuir la energía de ésta. Fig. 11.30.
169
JWTA
-
/:>f
-... -.
+-
.15-A
Figura 11.30. Bajante de hormigón encofrado.
3.8.
Protecci6n de bermas
Las bermas o terrazas de las escombreras diseñadas
sobre el material compactado sirven para controlar la erosión de las aguas que discurren por los taludes y para permitir la sedimentación de los sólidos transportados.
Las bermas deben construirse tan pronto como se alcance la posición final de los taludes del vertedero. Las recomendaciones generales de diseño son:
. . .. ..... .. .. .. . . . . .. . . . .
..
Por cada 30 m de longitud de declive se dispondrh de
una berma de al menos 3 m de anchura.
-
- Las pendientes de las bermas hacia el interior deben
ser del 1 % como mínimo y del 3 % como máximo.
- Las inclinaciones de los taludes entre bermas, si no
se realiza un estudio de estabilidad, serán como mínimo de 3:l.
- Los materiales de las plataformas de las bermas y
áreas adyacentes deben compactarse debidamente.
- Para ia protección de las bermas y pies de los taludes
frente a la erosión se aconseja su revegetación extendiéndose ésta unos 3 m en el pie del talud superior y
en la cabeza del inferior.
-
U 5 1 TAWD 1:l
1.15 n T A W D 2:
3.9.
Perfiles de los taludes
Los taludes de los vertederos y áreas constituidas por
materiales sueltos y fácilmente disgregables deben modelarse con unos perfiles geométricos que garanticen la estabilidad y minimicen la erosión por el agua de escorrentia. Las investigaciones realizadas sobre los cuatro tipos
de taludes que se representan en la Fig. 11.32 se resumen en las siguientes conclusiones:
- Los taludes cóncavos son los menos afectados por la
erosión y los que producen menor cantidad de sedimentos, cambiando de forma más lentamente que
otros perfiles.
Los taludes convexos se erosionan más rápidamente
y producen la mayor cantidad de sedimentos, cambiando de forma más rápidamente que otros perfiles.
Los taludes uniformes y los mixtos son afectados en
un grado intermedio, aunque los taludes muy uniformes pueden ser fuertemente erosionados por una simple tormenta.
- Los taludes de materiales restituidos tienden a desarrollar perfiles cóncavos en su parte media o inferior si se les da tiempo suficiente.
- La pendiente en la base del talud es la más significativa en lo referente al ritmo de producción de sedimentos y velocidad de cambio de forma del talud.
-
-
suficiente que permita clarificarlas al decantarse los sólidos que arrastran en suspensión y posibilitar el almacenamiento de esos materiales hasta que se realice \a limpieza de dichas estructuras.
Las balsas que más se utilizan son de dos tipos: Las excavadas en el propio terreno, con o sin revestimiento, y
las construidas como pequeñas presas de tierra. Estas ÚItimas, son las mas fáciles de hacer, siempre que la topografía lo permita, ya que en casi todas las explotaciones
se dispone de materiales est6riles.
La ubicación de estas estructuras suele elegirse aguas
abajo y en las proximidades del área donde se realizan
las actividades extractivas o el vertido de los estériles. Se
debe procurar que la interferencia con esos trabajos sea
mínima y que exista un buen acceso a las balsas para realizar las labores de mantenimiento y limpieza.
En cuanto a la capacidad de las balsas, ésta debe ser
tal que permita retener un determinado porcentaje de los
sólidos en suspensión y, simultáneamente, un volumen
suficiente para su almacenamiento durante cierto período
de tiempo. Guy (1979) recomienda un volumen de diseño
capaz de albergar los sedimentos producidos durante 3
años, estimándose estos a partir de la Ecuación Universal de Perdidas de Suelo o cualquier otro método empírico; o 300 m3 por cada hectárea de terreno afectada que
se drena y un volumen mínimo de 100 m3, si se demuestra que la eliminación de sedimentos por otros sistemas
de control es igual al volumen de almacenamiento reducido. Pueden emplearse mayores capacidades de almacenamiento cuando se desee reducir la frecuencia de las
labores de limpieza.
El procedimiento a seguir en el cálculo detallado de la
capacidad de las balsas es el siguiente:
1 .O Se obtiene la distribución granulométrica de las partículas de sólidos en suspensión que pueden afluir a
las balsas.
TABLA 1 1 .XIX
-
PARTICULA DE
SUELO
.
LONGITUO DEL TALUD
Figura 11.32. Tipos de perfiles de los taludes.
Estos cinco puntos deben considerarse durante la planificacióny construcción de los taludes en las condiciones
comentadas. Así, en la práctica, interesa aproximarse-io
más posible al perfil de equilibrio y para ello, durante el afinado de los taludes, debe procederse al rebaje de las
crestas de la parte superior, consiguiendo unalorma-con-.
vexa, y rellenar con esos materiales la parte inferior dejándola con un perfil cóncavo; el tercio central quedará de
este niodo rectilíneo. (Jardón, 1984).
3.10. Balsas de decantaci6n
Las balsas de decantación son las últimas estructuras
que se disponen en la cadena de la erosión. Sus funciones son: retener las aguas durante un período de tiempo
Arena muy gruesa
Arena gruesa
Arena media
Arena fina
Arena
Gimo' muy.fina
... . .... . . . . .. . ..'
'
Arcilla
'.--
INTERVALO DE
DIAMETROS (mm)
2-1
1 -0,5
05-0,25
0,25-0,l
O
0,lO-0,05
0,05-0,002
.< 0,002
2.0 Se determina el tamaño medio de las partículas que
han de depositarse en las balsas hasta alcanzar la
concentración en sólidos permitida para el vertido del
efluente en un cauce exterior.
3." Se calcula la velocidad de sedimentación de las partículas, en función del diámetro de estas. De acuerdo
con la Ley de Stokes esta se determina con la
expresión:
donde:
V, = Velocidad de caída de la partícula (cm/s).
g = Aceleración de la gravedad (981 cm/s2).
IL = Viscosidad cinemática del fluido (cm2/s).
S = Peso específico de la partícula.
D = Diámetro de la particula supuesta esférica (cm).
tendrá lugar en un tiempo inferior a las 24 horas. Para estimar el período de tiempo durante el cual se producirá la
máxima precipitación puede emplearse la siguiente fórmula:
siendo:
Las partículas más pequeñas que pueden decantarse en la practica son las de limo (0,002 mm), que descienden unos 17 cm en 24 horas cuando el agua se
encuentra a O" C. Las particulas de arcilla pueden tardar en decantarse desde 30 horas hasta incluso
años.
La viscosidad cinemática del agua depende de la
temperatura de esta, pues conforme se enfría se vuelve más viscosa. Tabla 11.XX.
= Duración intensa de la precipitación (S).
de retorno de 10 años.
Resulta pues:
El caudal máximo se calcula ahora dividiendo el volumen total de agua
por la duración de la precipitación
maxima <. TI,.
TABLA 11.XX
TEMPERATURA ' C
T
E, = Precipitación total en mm en 24 horas y un período
VISCOSIDAD ClNEMATlCA !I
(cm21s)
O
5
1O
15
20
25
30
0,01792
0,01519
0,01308
0,01141
0,01007
0,00897
0,00804
Se determina el caudal que llegaría a la balsa conociendo la superficie a drenar y la precipitación máxima esperada para un tiempo de retorno dado. Normalmente, se considera el caudal aenerado ~ o lar
precipitación maxima en 24 horas pGa un perí6do de
retorno de 10 años.
5." Se calcula el área de la balsa.
4."
La superficie de agua que se necesita para la balsa con
el fin de eliminar todas las partículas sólidas con un diametro mayor o igual a 0,005 cm se calcula con A = Q/V,.
como:
resulta:
'
Q =
A ==~27,2~'
V2
0,00132
Como en la realidad las partículas no son esféricas y el
agua no está en reposo, se aplica a la superficie necesaria un factor corrector de 1,2, con lo que:
La profundidad mínima de la balsa será entonces:
donde:
A = Area de la balsa requerida (m2).
Q = Caudal máximo que llega a la balsa (m3/s).
V, = Velocidad crítica de sedimentación (rnls).
Ejemplo: Se supone la existencia de una mina donde
la precipitación máxima en 24 horas para un período de
retorno de 10 arios es de 127 mm. El suelo tiene una textura iranca limosa en el que se estima un coeficiente de
escorrentía de 0,53. La superficie total a drenar es de 12,5
ha.
El volumen máximo de agua que llegara a la balsa en
un período de 24 horas será:
esto supone un caudal de 0,0974 m3/s. Sin embargo, este
caudal es probablemente menor, ya que la precipitación
Como esa profundidad calculada s e h muy difícil de
conseguirla en la práctica. se aumentará la superficie ocupada por la'baka en aFas a alcanzar un diseño mas viable y operativo. Así, por ejemplo, si se piensa en una superficie de 1.700 m2 la profundidad que se necesitaría sería de 1.95 m.
Esfa nueva profundidad será más práctica y pernlitirá
reducir la turbulencia del agua, incrementar el tiempo de
residencia y eliminar partículas sólidas menores que la
arena muy fina.
La profundidad obtenida corresponde a la que o~upar;a
el agua, por lo que es preciso incrementarla a continuación con el volumen ocupado por los sólidos decantados
y disponer de un margen de seguridad frente a posibles
errores de cálculo. acción del oleaje, etc. Para evitar el
desbordamiento de la presa, el desnivel desde la cota
máxima de la lámina de agua hasta la cota del aliviadero
debe ser como mínimo de 30 cm, siempre que esta tenga
una longitud inferior a los 150 m; cuando la dimensión esté
entre 150 m y 300 m se dispondrá de 45 cm de margen,
y para más de 300 m de 60 cm.
En la práctica, es frecuente la construcción de diferentes balsas en serie, mejor que una sola de mayor tamaiio. Las razones por las que se utiliza esta disposición son
las siguientes:
- El paso de agua de una balsa a otra mejora el tiempo
de retención y, consecuentemente, la eliminación de
los sólidos de suspensión.
La construcción de balsas pequeñas suele ser más fácil que la de una estructura grande.
- En caso de ser necesaria la limpieza de los Iodos de
una balsa, esta se realiza con medios más convencionales cuando tienen dimensiones más reducidas.
- Los problemas de estabilidad son menores en las balsas pequeñas.
-
Foto 11.5.
Balsa de decantación.
3.10.2. ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS
En las Figs. 11.33 y 1 1.34 se reflejan los principales elementos constructivos de una balsa de decantación del tipo
presa de tierra.
El aliviadero principal consiste, generalmente, en un
tubo vertical o chimenea de metal corrugado que se conecta a una tubería horizontal que se extiende por debajo
del dique. La parte superior de la tubería debe ser protegida para evitar su obstrucción por objetos flotantes y disponer de un dispositivo anti-vórtice, consistente en una tubería concbntrica cerrada por la parte superior con una
placa. Fig. 11.35. El punto de descarga del agua será debidamente protegido frente a la erosión.
El aliviadero de emergencia sirve para la rápida evacuación de las aguas acumuladas durante una tormenta
o aguacero en el lago de la presa, asegurando el mantenimiento del resguardo de seguridad. Se recomienda que
este aliviadero no se realice sobre zonas de relleno para
evitar el acarcavamiento, que la sección de control tenga
al menos 6 m de longitud y que los taludes laterales del
canal sean mayores de 2H:lV.
Figura 11.33.'
Esquema en planta de una balsa de decantación
del tipo presa.
Figura 1 1.34. Especificaciones de diseno de las balsas de decantación. (Skelly and Loy, 1979)
NUMERO
DESCRlPClON
< 3 m DE ALTURA
> 3 m DE ALTURA
1
Capacidad de aliviaderos
25 años1 24 horas precip.
100 años/24 horas precip.
2
Taludes de construcción
2:l máximo, 5:l mínimo
Combinado
2:1 mhximo, 5:l mínimo
1,5 F.S.
3
Collares antifiltrantes
No requiere
Requiere
4
Altura desde el aliviadero principal al de emergencia
30 cm mínimo
Altura desde la coronación hasta la superficie
del aliviadero de emergencia
30 cm. minimo
5
-
+ 10)/5
6
Anchura de coronación de la presa
(H
7
Realce adicional (m)
0,05 H
8
Capacidad de almacenamiento de sedimentos
300 m3/haafectada o 3 años de sedimentos acumulados
9
Equipo de desagüe
Mantenimiento del nivel de sedimentos
1O
Altura de la presa
Medida desde el tacón de la presa hasta la corona
J
PUGA OE CIERRE
SECCION A - A '
Figura 11.35. Dispositivo antivortice.
Los elementos de desagüe para evacuar el área decantada son muy variados. El tipo más empleado, consiste en
una chimenea o torre exenta situada en una zona en la
que se espera que siempre se acumule agua de decantación.
Dispone de unas aberturas a través de las que cae el
agua decantada, para luego circular por una tubería conectada en su base y que atraviesa la base del dique. Este
sistema tiene la ventaja de requerir muy poco mantenimiento y de seguir siendo un elemento de drenaje tras el
abandono de la presa. Fig. 11.36.
Existen otros sistemas de desagüe como es el de tipo
subterráneo, de sifón, etc, pero que son más costosos,
más caros de mantenimiento y menos prácticos. .
Con el fin de aumentar el recorrido del agua contaminada una vez que ésta entra en el lago de la presa, y evitar la existencia de *zonas muertas. de decantación, se
dispone en ocasiones de pantallas o barreras situadas entre el aliviadero principal y el punto de entrada del agua a
la presa. Fig. 11.37.
ORIFICIO
10 cm. 0
CHIMENEA-
NIVEL MAXIMO
DE SEDIMENTOS
DE SEOIMEN-
NIVEL DF LIMPIEZA
DE KDIMENTO
CIRCULACION
DEL AGUA
( 6 0 Y DEL NIVEL MAXIM 0 DE ALMACENAMIENTO )
v
Figura 11.36. Detalle de la chimenea de desagüe.
/TUBO
CORRUGADO
VISTA
LATERAL
CORDON DE
SOIDADURA
-
a
ALMADERO PRINCIPAL
-C%
A
TALADROS PARA UHlON
Figura 11.38. Placas reflectoras en la tubería de desagüe bajo
el dique.
A ALIVIADERO PRINCIPAL
Figura 11.37. Barreras para evitar las zonas muertas de circulacidn del agua.
Una zona delicada es la de paso de la tubería de desagüe bajo la base del dique, ya que pordefectos de compactación pueden establecerse flujos perifericos al conducto que den lugar a una erosión de los materiales adyacentes y rotura del dique. Para evitarlo se colocan dos
placas reflectoras a una distancia entre sí inferior a 14 veces la dimensión de las placas sobre la tuberia. Fig. 11.38.
Estos elementos s61o se recomiendan cuando la altura de
las balsas es superior a los 3 m o cuando los materiales
del dique son poco arcillosos y el diámetro de la tuberia
de desagüe es mayor de 25 cm.
En cuanto a la construcción de los diques, esta se Ilevará a cabo con material limpio de suelo, raíces, restos
de vegetación, desechos de carbón o arenas y gravas muy
perrneables. Los taludes máximos permitidos son de 2:l
y la su'ma aritmetica de los taludes de aguas abajo y aguas
arriba no podrá ser menor de 5:1. El talud de aguas arriba de las balsas es, normalmente, más tendido que el de
aguas abajo y está protegido por escollera frente a la acción erosiva del oleaje que pueda producirse. El talud de
aguas abajo se suele proteger mediante revegetación.
Antes de construir el dique, es necesario limpiar la base
del suelo y vegetación, así como excavar una zanja, de entre 0,6 a 1,2 m de ancho a todo lo largo de la presa y con
taludes laterales de 1:l.
La altura del dique debe ser, como mínimo, un 5 % mayor que la altura de diseño para permitir la sedimentación.
Si los equipos de transporte del material de construcción
se utilizan para compactar las tongadas, de 15 a 20 cm
de espesor, se deberá incrementar la citada altura en un
10 %. La anchura de coronación no debe ser nunca me-
nor que la suma de la altura en metros más 103 dividido
por cinco.
Cuando la altura de diseño de la presa exceda de 6 m,
el diseño del dique debe ser proyectado por un técnico
para que tenga un factor de seguridad superior a 1,5.
Por último indicar que cuando las superficies afectadas
que se desean drenar son inferiores a las 2 ha, es suficiente con disponer de pequeñas balsas o trampas de decantación temporales con una capacidad de 130 m3/ha.
En estos casos los sedimentos acumulados deben retirarse cuando la capacidad quede reducida a la mitad.
Los taludes laterales, cuando las balsas se construyen
excavando pequeños huecos o cuando se utilizan materiales sueltos compactados, deben ser'de 20H:lV como
mínimo.
Un aspecto que no debe olvidarse, es el de impedir el
acceso a las presas a las personas ajenas a las explotaciones, y a los propios animales, ya que suelen constituir
un lugar atractivo, especialmente para los niños, y al mismo tiempo peligroso.
Figura 11.39
Trampa de sedimenfos excavada
--
ESCOLLERA - \
AGUA FILTRADA
,
.- .
SECCION LONGITUDINAL
.
.
SECCION CON C I R C U L A C l O
.-.-
ESCOLLEPd
-
LSm. ALTURA MAX.
SECCION SIN CIRCULACION
Figura 11.40. Trampa de sedimentos de escollera.
Figura 11.41. Filtros de superficie.
3.1 1. Filtros de superficie
BlBLlOGRAFlA
Los filtros de superficie son estructuras temporales utifizadas para reducir la velocidad del agua que circula por
las pistas y las cunetas. No interfieren al transporte ya que
permiten el tráfico de vehículos. Fig. 11.41.
Agunos criterios generales de diseno son:
- ANONIM0:-Conse~ation and Reclamation for Mined Lands
-
-
- Las alturas alcanzarán al menos 40 cm.
- Los taludes laterales según exista o no circulación
de
. .
vehículos s e r h de 3:1 6 2%
- La anchura mínima de la base será de unos 2 m, si
no existe tráfico de vehículos, y de 3,5 m a 4 m,.en .
caso contrario, con una anchura de coronación en este
ultimo caso de 1 a 1,5 m.
- El espaciamiento entre filtros dependerá de la pendiente de la
que recoge agua DCr encima de
éstos. Para pendientes inferiores al 2 % se recomienda una distancia de 60 m y entre el 2 y el 7 % un espaciamiento de 30 m.
- El material de construcción será grava con un contenido en finos inferior al 5 %.
Despues de cada tormenta, o al menos una vez por semana, se revisarán y repararán para garantizar su función.
a Handbook of Recommended Practices for Mining Operations*i. South Carolina Land Resources Commission, 1983.
ANONIMO: -Manual for Erosion and Sediment Conlrol in
Georgian. State Soil & Water Conservation Committee of
Georgia, 1979.
GENERALITAT DE CATALUNYA: uRecomanacions Técniques per la Resteuracib i Acondicionament dels Espais Afectats per Activitats Extradives*. Departamentde Política Territorial i Obres Públiques, 1987.
-.HERAS;.R.: metod do logia y Normas de Cálculo de Crecidasde Proyecto.. Dirección General de Obras Hidraulicas. Centro de estudios Hidrogr&fiass, 1983.
KIRKBY, M, J. y MORGAN. R. P. C.: ~Erosionde-Suelos>*LIMUSA, 1980.
- L O P U JIMENO, E. y C.: -Control de la Erosión y Contaminación de las Aguas>>.II Curso sobre Alteraciones Ambientales y Restauración de Terrenos en Mineria a Cielo Abierto.
Fundación Gómez Pardo, 1985.
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1987.
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1965.
- MOPU: ~ ~ G upara
i a la Elaboración de estudios del Medio Fisico: Contenido y Metodologiat~.Centro de Estudios de Ordenación del Territorio y Medio Ambiente, 1984.
- SKELLY and LOY: .A Cornpliance Manual-Methodsfor Mee1979.
ting OSM Requirernents~~.
.
-
Capítulo
INTEGRACION PAISAJISTICA. CRITERIOS Y TECNICAS
1. INTRODUCCION
En este capítulo, tras una breve introducción al estudio
del paisaje, se aportan un conjunto de pautas y directrices encaminadas a reducir el impacto visual de las explotaciones a cielo abierto, aplicando criterios generales de
diseno más racionales que posibilitan, además, la recuperación de los terrenos afectados a un menor coste.
2.
ESTUDIO DEL PAISAJE
El término paisaje engloba numerosas acepciones, ya
que se ha utilizado en diversos campos de las artes y las
ciencias. Ciertos autores estudian el paisaje bajo un prisma puramente estético y como combinación de determinados elementos del medio: el relieve, las formas, los colores, etc.; otros lo contemplan bajo una perspectiva ecológica, entendibndolo como el resultado del *complejo de
interrelaciones derivadas de la interacción de rocas, agua,
aire, plantas y animales* (Dunn, 1974). En este sentido
podria definirse el paisaje como un fen no sistema., es de- cir, como la expresión visual del sistema de relaciones
subyacente (González Bernáldez, 1973). También a veces se incluye la presencia humana, hablándose entonces de paisaje cultural: ~escenaiiode la actividad humana. (Laurie, 1970).
El terreno como componente del paisaje está sometido
a continuos cambios, lentos y poco profundos cuando se
trata de causas naturales, y rápidos e intensos cuando se
llevan a cabo actividades como las mineras con importantes modificaciones fisiográficas.
Actualmente, el paisaje se considera como un recurso
natural más y como parte del patrimonio cultural~delhombre, debido a su relativa escasez y a que es un bien cada
vez más demandado, por lo que debe conservarse y gestionarse racionalmente.
El estudio del paisaje es una herramienta básica en la
definición de los criterios que han de regir el diseno del remodelado del terreno y la revegetación, en los planes de
restauración.
A través de él es posible identificar qué elementos visuales del medio se han visto afectados por las explotaciones y de que manera lo han sido, y, por otro lado, conocer la estructura paisajistica general del entorno de éstas, para después, poder decidir qué tipo de medidas
correctoras van a ser necesarias para conseguir la integración paisajistica del área alterada.
2.1.
Elementos y Componentes del paisaje
Una vez reconocido el paisaje como recurso natural y
elemento integrador del medio, que puede estudiarse no
sólo desde una perspectiva subjetiva, sino de forma sistemática y objetiva, su análisis puede abordarse, en primer lugar, mediante la identificación y caracterización de
los elementos y componentes visuales que conforman el
territorio observado.
Los elementos visuales básicos a partir de los cuales
es posible definir y diferenciar distintos paisajes, son: la
forma, la línea, el color, la textura, la escala y el espacio
(Smardon, R. C.; 1979).
- La forma.
Se define como la masa o volumen de un
objeto u objetos que aparecen unificados, tanto por la
configuracibn que presentan en la superficie, como por
el emplazamiento conjunto sobre el paisaje, Fig. 12.1.
Figura 12.1. Las formas irregulares y las composiciones de
grandes volumenes presentan relevancia visual.
- La Iíiiea. Se puede definir como el camino real o
imaginario que percibe el observador cuando existen
espacios diferenciados por el color, la forma, la textura, etc. El borde de la silueta de un cbjeto recortada
contra el cielo o fondo escénico, la separación entre
diferentes tipos de vegetación, los corredores visuales, etc., son ejemplos que ponen de manifiesto el elemento línea.
Figura 12.4. Posicibn del observador,
Iluminación. La forma en que esté iluminado un paisaje puede modificar su observación. Las condiciones
de luz varían con la situación atmosféricay sufren modificaciones estacionales y diarias. El paisaje se puede interpretar de distinta manera segun la posición de
la fuente de luz, frontal (detrás del observador), lateral
y posterior (delante del observador y detrás del objeto: contraluz). Fig. 12.5.
LATERAL
Foto 12.3. Paisaje focalizado.
Sin embargo, un paisaje constituido por los mismos
elementos visuales no siempre se observa de igual '
manera, depende de las condiciones en que se realice dicha observacióny de la visibilidad del territorio en
ese momento. Los factores modificadores de la visión
del paisaje son los que se indican a continuación.(Escribano, et al, 1987).
- Distancia. A medida que aumenta la distancia desde el punto de observación, se pierde nitidez. Algunos
autores llegan a definir tres zonas de condiciones de
visibilidad diferentes: zona próxima o primer plano,
donde se distinguen con claridad los objetos, zona o
. plano medio, donde se aprecian las formas y volúmenes pero se pierden los detalles sigulares de los objetos, y zona alejada o plano de fondo en donde sólo
se distinguen las siluetas.
Al aumentar la distancia se modifican los elementos visuales básicos, los colores se vuelven más pálidos y
menos brillantes, la iiitensidad de las líneas se debilita, la textura pierde contraste y el grao se vuelve
más fino.
- Posición del observador. Un objeto resulta más visible cuanto más cerca esté del observador. Se usan
tres términos para definir la posición del observador,
posición superior, normal e inferior, que corresponden
a la visión efectuada desde un plano por encima, al
mismo nivel o por debajo, respectivamente, Fig. 12.4.
Figura 12.5. Posición de la fuente de luz respeclo al observador.
- Condiciones atmosféricas.
Modificanlas propiedades visuales de los elementos, acentuándolos. Por
ejemplo, la nubosidad reduce la intensidad de los colores y la presencia de nieve o hielo aumenta la geometría de las formas.
La tierra.0 los aspectos externos de la superficie
terrestre. el agua, la vegetación y las estructuras o elementos artificiales de origen antrópico, constituyen los
componentes del paisaje, Fig. 12.6.
I
Figura 12.6. Componenles del pa~saje
.
Cuenca visual
2.2.
El ámbito de estudio se fijará en función de las particularidades geográficas y visuales del territorio afectado por
la actividad minera y de las características intrínsecas de
la explotación.
La división de la zona en unidades de paisaje cuya respuesta visual sea lo más homogénea posible, requiere un
alto nivel de detalle. Las unidades pueden ser irregulares
extensas, generalmente asociadas a factores naturales
del medio, regulares, mediante superposición de una malla poligonal, u obtenidas por combinación de las anteriores (Aguilo, M. et al, 1984).
Sin embargo, la delimitación de la cuenca visual es, teóricamente, la zonación más rigurosa y la que mejor define
el área de estudio.
La cuenca visual corresponde a la superficie de terreno
visible desde un punto o conjunto de puntos (explotación
minera). Generalmente, se obtiene mediante la proyección
de rayos visuales alrededor de cada punto de observación. La amplitud de los rayos se fija de antemano, cuanto más pequetio sea el ángulo, mayor información se obtiene sobre la morfología del territorio circundante. Los rayos se interrumpen cuando alcanzan un obstáculo que ¡mpide la visión más allá de éste.
La cuenca visual presenta una serie de propiedades intrínsecas que determinan la aptitud del territorio para absorber visualmente las modificaciones o alteraciones producidas.
- Tamaño de la cuenca visual.
-
La explotación es potencialmente más visible. cuanto más Qrande
sea la
superficie de la cuenca visual.
de huecos o 'Onas de 'Ombra.
La Posibilidad de ocultacibn d e l a actuaci6n está inversacuanmente relacionada con el porcentajede
to
sea elnúmero de 'stosl más visiblees la
explotación.
- Alargamiento de forma.
Las cuencas alargadas y
focalizadas son más sensibles a las perturbaciones
producidas que las panorámicas, donde las vistas no
están *dirigidas11y el daño visual.causado en un sector no perturba el resto del territorio.
2.3.
Alteración del paisaje natural
Las explotaciones mineras producen un efecto visual
negativo que puede alterar el carácter del paisaje.
Las causas de estas alteraciones son diversas. Lo más
frecuente es que haya una falta de ajuste o un excesivo
contraste entre los elementos visuales de la explotación y
los del entorno.
Este contraste puede provenir de cualquiera de los elementos o de varios de e!los a en tiempo. Por ejemplo, se
puede hablar de contraste de formas y líneas entre la geometría de las escombreras de una mina a cielo abierto y
las formas suaves y blandas del terreno, o el contraste cromático introducido por una cantera en una zona donde el
colorido dominante sea el verde homogéneo de un pinar.
Otra causa de alteración es que los elementos fisicos
de la explotación (huecos, escombreras, edificaciones,
etc ) se conviertan en factores dominantes en relac~óna
los existentes, especialmente en términos de escala y de
posición.
La dominancia en escala viene determinada por la ocu.
-pación relativa de cuencas visuales en términos de área
del plano visual relativo. Se producen cuando los elemen.
tos físicos de la explotación son desproporcionados en tamaño respecto de los componentes del paisaje circundante.
La dominancia porposición es función de la relación espacial de la explotación con los componentes dominantes
del paisaje (por ejemplo, si en un paisaje dominado por
una Iínea de cumbres, las escombreras de una explota.
ción interrumpen dicha línea), y de las condiciones de hsibilidad del paisaje, como sucede en los paisajes cerrados o focalizados donde las explotaciones son más cons.
picuas que en los paisajes panorámicos, ya que en los primeros la dirección de las vistas están muy dirigidas y cualquier elemento extraño rompe el sistema de flujos visuales y se convierte en elemento dominante en el paisaje,
mientras que en los paisajes panorámic0~la dirección de
las vistas no está dirigida.
2.4. Técnicas de simulación
Los análisis visuales deben tener un carácter dinámico,
ya que paulatinamente las explotaciones y su entorno sufren cambios. Por tal motivo, dentro de los estudios del
paisaje es conveniente realizar simulaciones de las diferentes situaciones que irán alcanzando las explotaciones,
con el fin de tomar en cada momento las medidas correctoras más adecuadas e incluso evaluar los impactos
visuales.
Las técnicas de simulación son actualmente muy variadas y se vienen aplicando con profusi6r1por los planificadores y arquitectos paisajistas.
primer paso suele msistir en la representación gráfica de la topografía por medio de croquis esquemáticos en tres dimensiones, hechos
a mano o mediante ordenador. Si se realizan con este ÚItimo medio, se parte de un plano con curvas de nivel para
'digitalizarlas u obtener las coordenadas de numerosos
puntos de la superficie con vistas a modelizar ésta tras
una interpelación numérica.
Con los programas ápropiados, es posible obtener perspectivas deide diferentes puntos de vista, simular cambios en los frentes de trabajo, comparar alternativas, evaluar la eficiencia de ocultación de las pantallas, etc. En la
Figs. 12.7 y 12.8 se recogen algunos de estos ejemplos.
Figura 12 7
Representación gráfica del terreno por medio de
bloques hechos con ordenador
-
Con el desarrollo de la informática gráfica, hoy en día,
as simulaciones pueden incluso utilizarse en la etapa de
estauración, pues al incorporar los colores a los modelos
leom6tricos es posible determinar las medidas para miiimizar los contrastes cromáticos o incluso mostrar el cre:¡miento de la vegetación a lo largo del tiempo.
Otra técnica consiste en la utilización de fotografías del
irea de explotación, obtenidas desde la superficie y desle el aire. A partir de una situacion original dada, es po;ible efectuar diferentes montajes para simular cambios o
alteraciones del entorno captado desde un punto dado.
Estos documentos son a veces imprescindibles para un
correcto estudio de evaluación de impactos y proyecto de
.
.
restauración.
Por Último, otro sistema consiste en la realización de
maquetas. Estos modelos se construyen de forma modular de tal manera que cada uno de los estados de la mina
queda materializado a escala. Es la técnica más costosa,
pero ilustra muy bien el progreso de las labores y la situación final que se prevé alcanzar.
Fig. 12.8. Simulación de las d~sfintasfases de explotación de una cantera
(P.J . Morán. 1989).
destaca, por ejemplo en las canteras de calizas y margas
donde las rocas desnudas presentan colores más claros
que los del terreno natural.
Otro impacto visual importante Se suele producir cuando el hueco de las excavaciofles rompe la línea de cumbres, modificándose la fisiografía original y destacando las
formas artificiales. También la introducción de formas geométricas muy lineales y planas, como son las constituidas
por los bancos de explotación, bermas, pistas, etc., llaman
la atención de los observadores.
3.2.
Foto 12.4. Maqueta representativa de una cantera y su entorno.
En la etapa de presentación de los Proyectos de Explotación y Restauración a los Organismos Oficiales y Autoridades, para obtener los permisos oportunos, las técnicas de visualización constituyen una herramienta muy importante de negociación y convencimiento.
3. FUENTES DE IMPACTO VISUAL
La identificacón y caracterización de impactos realizadas sobre explotaciones a cielo abierto muestran que algunas de las alteraciones más importanes son las producidas por las modificaciones fisiográficas. La configuración
final del terreno como medida correctora del impacto pasa
a ser una de las etapas fundamentales dentro de los Proyectos de Restauración y, consecuentemente, parte esencial del diseño en los Planes de Explotación.
Los cambios de fisiografía natural se producen por la excavación de grandes huecos y por la creación de depósitos estériles de gran volumen y con formas que contrastan con las naturales. Además, el grado de humanización,
causa también de impacto visual se ve intensificado por
la introducción de elementos artificiales dentro del área de
explotación y zonas próximas: pistas de acceso, plantas
de tratamiento, instalaciones auxiliares, líneas eléctricas,
presas de recogida de agua, canales perimetrales, etc.
Los impactos visuales producidos por las actividades
extractivas pueden clasificarse en cinco grandes grupos,
según donde se originen y la fuente de los mismos.
3.1. Areas de excavación-
.. .. . ...
.....
La intrusión visual de las áreas de excavación depende
de diversos factores, entre los que se encuentran: la naturaleza de la explotaciin. las características paisajísticas
del entorno, el tamafio del hueco, etc.
En principio, no tiene por qué existir una relación directa entre las dimensiones de las áreas de extracción y el
impacto visual, pues a veces es mayor la agresión de las
pequeña's explotaciones mal diseñadas que la producida
por minas de grandes dimensiones con proyectos bien
ejecutados.
El contraste de colores entre las superficies activas de
los frentes y el erilorno es uno de los aspectos que m;?s
Escombreras de estériles
Las técnicas convencionales de deposición de estériles
sólidos y embalsamiento de las pulpas residuales de las
plantas de tratamiento, producen, por lo general, una agresión paisajística imporiante. La magnitud del problema varía de acuerdo con el tipo de mineral explotado, las caracteristicas del yacimiento y la topografía del entorno. siendo más acusada en aquellos casos donde no se puede
efectuar un autorrelleno del hueco o donde el proceso de
recuperación mineralúrgico produce una gran cantidad de
material estéril.
Los métodos constructivos tienen una gran influencia
en este tipo de alteración, ya que, dependiendo del mismo, se podrá, o no, proceder a la recuperación desde los
momentos iniciales o realizar ésta una vez se finalice la
vida de la mina.
Un caso excepcional de impacto visual es el que se produce en algunos casos por la existencia de depósitos de
materiales que contienen piritas u otros contaminantes
que dificultan o imposibilitan la implantación de la vegetación, al producirse efluentes &cidos o inhibir el crecimiento de las distintas especies, perdurando en tal estado durante tiempo indefinido.
3.3.
Instalaciones fijas
La construcción de plantas fijas para el tratamiento de
los minerales y el mantenimiento de la maquinaria son otra
fuente de impacto visual. Según el tipo de mineral de que
se trate el proceso de preparación y10 concentración será
distinto y, consecuentemente, lo serán las dimensiones de
las plantas.
En el caso de materiales para áridos las operaciones
que se realizan son la conminución y el cribado, por lo
que se precisa una supeflicie d e dimensiones- [educidas
para los equipos mecánicos y cintas transportadoras, y
algo mayor para el acopio de materiales.
Las..instalaciones más complejas-son.ias -wrespon-dientes a minerales metálicos, pues además'de las etapas de preparación mecánica: trituración, molienda, ciasificación, etc., debe realizarse un proceso de concentración posterior: flotación, medios densos, tostación y lixiviación, etc., del que se genera un gran volumen de residuos que es preciso tratar antes de su vertido, así como
las operaciones finales del mineral, espesamiento, filtrado, secado, etc. Con el fin de aprovechar la gravedad en
el flujo de materiales, que es muy importante, estas instalaciones poseen gran algura y ocupan grandes extensiones, estando su ubicación próxima a las minas para reducir los costes de transporte, pero sobre áreas no mineralizadas Asi pues. son conslrucciones que producen urla
.
-
.
.. -
gran intrusión visual, además de otro tipo de alteraciones
como son el polvo, el ruido, etc.
En las minas subterráneas, además de las instalaciones de tratamiento, edificios de oficinas, etc., destacan,
por su forma y altura, los castilletes de extracción. Son
construcciones metálicas o de hormigón, -esbeltas,,, que
constituyen todo un símbolo de la actividad minera.
En cuanto a los talleres, oficinas, estaciones de servicio, etc, en las grandes minas a cielo abierto y algunas
subterráneas, son instalaciones que pueden llegar a ocasionar cierto impacto visual, si no se cuidan su ubicación
y diseño.
Por Último, cuando se abandonan las instalaciones por
cierre de una mina deben realizarse un conjunto de trabajos de acondicionamiento: demolición de las cimentaciones y obras civiles, retirada de acopios, cerramiento de
huecos, etc.
3.4.
Equipos móviles
Los equipos mineros producen una alteración paisajística temporal, debido a los colores tan vivos que poseen.
En ningún caso se deben abandonar tales máquinas, pues
de lo contrario se contribuirá a magnificar la alteración
paisajistica y el peligro de accidentes.
3.5.
Polución del agua y el aire
La emisión de contaminantes físicos y químicos a la atmósfera o al agua puede llegar a causar una alteración est6tica. El polvo producido en las escombreras y presas
que se deposita en las proximidades llega a alcanzar grandes áreas con colores blanquecinos, incidiendo además
sobre la faunay la flora. Lo mismo sucede con los cursos
de agua que transportan partículas sólidas en suspensión
o tienen un carácter ácido y manifiestan los efectos inducidos de éstas.
También las escombreras en ignición, además de producir gases malolientes y nocivos, constituyen otra forma
de intrusión visual que no escapa a la percepción de observadores próximos.
- Una topografia final estructuralmente estable que minimice los riesgos de deslizamiento o colapso de 10s
taludes y facilite el drenaje natural del agua superficial.
- Una geometría final que no suponga un riesgo potencial de daños a personas o animales.
- Una integración del conjunto lo más acorde con las características del paisaje natural circundante.
Por otro lado, ha de tenerse en cuenta que la remodelación condiciona otros aspectos de la recuperación de los
terrenos, como por ejemplo la evolución de los suelos y
el establecimiento de la vegetación, y que ha de adaptarse a los requerimientos que exigen los usos del suelo previstos para la zona.
Todos esos condicionantes obligan a contemplar el modelado del terreno dentro de la planificación global del proyecto de restauración, incluso en sus etapas iniciales, y
su viabilidad, tanto técnica como económica, exige que se
realice simultáneamente con la explotación.
Los huecos de excavación y los depósitos de estériles
producidos por la minería a cielo abierto constituyen, como
ya se ha indicado, uno de los elementos de mayor intrusión en el entorno, provocando cambios en las características visuales de la zona, proporcionales a la alteración fisiográfica producida, y alteraciones en la calidad paisajística debido a la introducción de colores, texturas y formas
discordantes con las del entorno y que suponen una pérdida de naturalidad.
Para minimizar en lo posible esas alteraciones visuales
y ecológicas que producen las actividades extractivas, y
conseguir una mejor integración paisajística, es necesario
aplicar una serie de criterios de diseño, que aún siendo basicos o elementales, constituyen, en algunos' casos, una
herramienta de enorme utilidad. Esas medidas que se exponen en los epígrafes siguientes, pueden'dividirse en tres
tipos de técnicas, basadas en el alejamiento, la ocultación
y el enmascaramiento.
5.
5.1.
4.
PLANTEAMIENTO GENERAL DE LA
INTEGRACION DE EXPLOTACIONES Y
ESCOMBRERAS EN EL PAISAJE
El diseño de la configuración final del terreno tras la explotación de un depósito de mineral está condicionado por
un conjunto de factores que pueden agruparse bajo cinco
epígrafes genéricos: geológicos, topográficos, geotécnicos, estéticos y económicos.
La consideración de esios íactores plaritea, en ocasiones, soluciones contradictorias o de conflicto, pero la remodelación final ha de llegar a una solución de cornpromiso con miras al logro de los siguientes objetivos:
- Una
operación minera rentable y una restauración
económicamente viable.
- Un aprovechamiento del mineral que alberga el depósito. lo más racional posible.
HUECOS DE EXPLOTACION
Ubicación y ocultación natural de las
explotaciones
Es bien conocido que los depósitos de minerales se distribuyen espacialmente sobre la corteza terrestre de forma aleatoria y que deben explotarse allí donde se encuentren. Si bien esto es cierto para la totalidad de los recursos, no lo es tanto en aquellos de los que se dispone de
un mayor potencial, como son los productos de cantera y
algunos minerales industriales. En estos casos, en que los
factores geológicos no son tan determinantes, las posibilidades de actuación en cuanto a la localización son rnayores, existiendo una Única limitac~ónde índole económica, ya que el valor de esos productos no es alto y, por consiguiente, no soportan grandes distancias de transporte
hasta los centros de consumo.
Cuando sea factible, los criterios referentes a la ubicación de la explotación se basarán en el alejamiento de los
núcleos urbanos y zonas transitables, la centralización de
las canteras y el aprovechamiento de los accidentes topográfico~y de la vegetación natural.
Una vez investigado y evaluado el depósito a explotar,
la primera pauta a seguir con relación al diseño, es la de
aprovechamiento de la topografía del entorno. Debe evitarse la apertura de canteras en laderas de cerros o lomas próximas a carreteras, autopistas u otros corredores
visuales, así como zonas habitadas desde las cuales sean
visibles. Los huecos de excavación pueden llevarse a
cabo en las vertientes opuestas, Fig. 12.9, de manera que
el terreno natural actúe como medio de ocultación.
Figura 12.9. Localizacion de una cantera con respecto a un
corredor visual.
Figura 12.10.
Foto 12.5. Canteras ubicadas en la proximidad de una via de comunicación muy frecuentada.
Dentro de una misma zona, el propio diseño del hueco
puede plantearse con diversas configuraciones Fig. 12.10.
Lo ideal es proceder a la apertura de la cantera en la zona
más alta con una geometría troncocónica, dejando sin extraer una parte del yacimiento para que sirva de pantalla
visual frente a los observadores próximos e incluso de
pantalla sónica contra los ruidos producidos por las vola-
i
CANTERA POCO VISI€P-E
Diseño del hueco de explotación para ocultar 10s
taludes finales.
duras y la maquinaría. Otra ventaja de ese diseño, cuando los terrenos son adecuados, es la de aprovechar en el
futuro el huecoo creado para depósitos de agua, de residuos urbanos, etc.
El complemento ideal a esa variante lo constituye el sistema de transporte por cinta y trituración dentro del hueco
de la explotación, pues con ello se consigue eliminar gran
parte de las pistas de acarreo exteriores que se precisarían con medios convencionales, disminuir la contaminación atmosférica por polvo y ruidos producidos por la maquinaria y reducir los costes operativos. El principal inconveniente del sistema estriba en la elevada inversión inicial
que se requiere en la preparación de la infraestructura minera, cámara de trituración, pozo vertical y galería de
transporte, así como en la maquinaria.
Como ejemplos más relevantes cabe citar, en el extranjero, el de la cantera de granito de Glensanda, situada en
la costa de Escocia y con una producción anual de 7,5 millones de toneladas, y en España, el futuro proyecto de explotación de caliza de Solvay en Santander.
Por otro lado, la vegetación natural existente es otro elemento aprovechable en la ocultación, Fig. 12.1 1, de manera que ésta quede interpuesta entre el observador y el.
área ocupada por la explotación.
.
.
- -- - - - - -
I
U N T E R A MUY VISIBLE
Figura 12.1 1. Aprovechamiento de la vegetación para ocullar el
área en actividad.
1
5.2.
Orientación de los frentes y dirección de
avance
Otros factores que pueden ayudar a mitigar el impacto
visual producido por las minas son: la orientación de los
frentes y la dirección de avance previstas.
Los frentes pueden orientarse de manera que la parte
activa no sea tan visible desde los puntos principales de
observación. Esto se consigue, por ejemplo, cuando los
taludes se van excavando con un rumbo paralelo a la dirección de un corredor visual situado al mismo nivel.
COMIENZO DE LA
RESTAUR ACIW
::::a::::
------- ----
POSICiONES SUCESIVAS DEL
FRENTE MUY VlSl0LES
O
AVANCE DE U EXPLOTACON
FRENTE DE EXCAVACION
/
PüNTOS DE 009ERVACION
Figura 12.12. Orientación de la explotación para evitar la visión
del frente de trabajo y restaurar los taludes finales vistos.
Y cuando el observador está en una situación dominante, disponiendo el frente de trabajo perpendicularmente al
eje de visión Fig. 12.13.,de manera que el terreno natural
aún sin explotar-oculte el área de extracción.
Simultáneamente, la revegetación o tratamiento progresivo de los taludes laterales que vayan alcanzando su posición final de proyecto, complementará el efecto de la
orientación y permitirá usar los materiales de cobertera,
previamente retirados y10 apilados, o los posibles estériles producidos sin necesidad de depositar estos en escombreras exteriores.
La dirección de avance y punto de apertura de las explotaciones también puede facilitar la ocultación y restauración de los huecos excavados. En la Fig. 12.14., que representa una cantera a media ladera, en el primer caso
todo el frente activo es visible, es cada vez de mayor altura y no es factible su revegetación; mientras que en el
segundo, en el que la apertura se ha efectuado desde el
banco de mayor cota, se consigue una mejor ocultación
del hueco y la posibilidad de tratar parcialmente los taludes, desde casi el comienzo de la explotación, al alcanzarse de una forma casi inmediata su situación de abandono. Por otro lado, en esta Última alternativa existe una
ventaja de tipo operativo, como es la de realizar el transporte siempre a favor de pendiente.
La condición para plantear la secuencia de avance de
esta última forma de explotación es conocer, aunque sea
Figura 12.13. Orientación del frente de trabajo perpendicular al eje de visión
de un observador situado en una pos~ciondominante
FRENTE REQRERbDO
rOR REMGETACWN
U OTRAS T E C N W S
Figura 12.14. Apertura y dirección de avance recomendadas
para restaurar desde el comienzo los frentes de los taludes
finales.
de un modo aproximado, la posición final de la cabeza del
talud general. No obstante, siempre es posible retranquear
dicho talud, aunque estuviera parcialmente revegetado, si
se justificara como ampliación del hueco proyectado.
5.3.
Figura 12.16. Tipos de pantallas visuales.
Si las pantallas son vegetales, se recomiendan que estén constituidas preferentemente por árboles y arbustos
autóctonos. Los árboles se plantarán en 2 ó 3 filas como
mínimo, con follaje espeso y hoja perenne.
Apantallamiento artificial de las explotaciones
Si después de aplicar los criterios expuestos anteriormente el área afectada por la explotación sigue siendo
muy visible por posibles observadores, podrá recurrirse a
la utilización de pantallas visuales como elementos adicionales de ocultación.
Las dimensiones de las pantallas visuales han de ser
tales, en cuanto a altura y longitud, que impidan o minimicen la percepción de la zona a ocultar. Fig. 12.15.
Foto 12.6. Pantalla vegetal y de tierra diseñada para reducir el
impacto visual.
Figura 12.15. Comparación de efectividad de pantallas visuales.
. .
.
.
.
En cuanto a los terraplenes, se podrán construir con los
estériles procedentes de la propia explotación, modificando así el relieve natural y complementando, a ser posible,
la efectividad de las pantallas vegetales. Frecuentemente, se emplea la propia tierra vegetal que se retira durante
la fase de apertura y que tras la finalización de los trabajos se utiliza en las labores de revegetación.
.
.
5.4.
Segíiri donde se situén las paritallas su geometría podrá variar considerablemente. Se tendrán, pues, que tener
en cuenta en el proyecto de restauración diferentes aspectos como son: la propiedad de los terrenos, los rnateriales a emplear, la integración en el paisaje, el coste de
realización, etc.
Los tipos de pantallas que se construyen son básicamente tres. De materiales estériles, de vegetación y rnixtos. Fiq 12.16.
Accesos a las explotaciones
Los puntos de entrada a las explotaciones desde la red
viaria, si están mal elegidos y los trazados no son los adecuados, pueden agravar el impacto visual de las excavaciones e incluso constituir puntos peligrosos con alto riesgo de accidentes de tráfico. El diseño de los accesos debe
efectuarse, pues, estratégicamente para que los huecos
de excavación queden fuera de las cuencas visuales de
los correspondientes puntos de percepción. Esto se conseguirá con trazados en planta en forma de '.j,. o c.bayoneta>>.
Fig. 12.17.
5.5.
.
S1
Figura 12.17.
Y)
Trazados de accesos y punlos de entrada a las
explolaciones.
En cuanto a los puntos de entrada o cruces con la red
viaria principal, se debe intentar que estos se encuentren
fuera de los tramos en curva donde la visibilidad de los
conductores es limitada.
Criterios de modelado de taludes finales de
explotacion en zonas secas
Aunque el relleno del hueco final es la solución ideal,
desde el punto de vista de la restauración, no siempre es
posible por condicionantes, económicos o por ausencia de
materiales estériles.
Por ello, en la mayoría de los casos, es necesario modelar los taludes finales de manera que se consiga un perfil geotécnicamente estable, integrado en la morfología característica del entorno y que facilite la implantación de la
vegetación.
El primer criterio de diseño, fundamentalmente operativo, es la altura de banco. Son numerosos los factores que
influyen en su determinación, pero es fácil observar con
datos estadísticos que en los sectores más tecnificados
de la minería metálica y energética las alturas de banco
se sitúan por debajo de los 20 m, salvo en el caso de las
descubiertas, y que en el sector de las canteras esa variable llega a tener dimensiones incluso superiores a los
100 metros, Fig. 12.18.
Ese sobredimencionamiento es consecuencia, en parte, de la falta de proyectos mineros bien ejecutados y fundamentados en una investigación geológica y en estudios
de mercado que permitan establecer, al menos de forma
tentativa, la situación final del hueco de excavación, y por
otro lado, al hecho de que la construcción de las pistas
de transporte, por las que se accede a los nuevos banun gravamen económico si
cos*
se han
siderado inicialmente en el diseño y planificación de la
explotación.
Las razones por las cuales las alturas de banco se limitan en numerosos países a 15 m son las siguientes:
- La restauración y tra!amiento
mas sencilla de realizar.
Figura 12.18 . Alluras de banco en explotaciones mmeras
de los taludes finales es
- Las condiciones de seguridad son mucho mayores,
OPCIONES DE TRATAMIENTO
TALUDES Y HUECOS
(Coppin y Bradshaw, 1982)
TABLA 12.1.
pues el alcance de las máquinas de carga permite un
saneo y limpieza de los frentes durante la operación.
- Las cargas operantes de explosivo son menores, y al
7
disparar las voladuras con secuencias de encendido
adecuadas se disminuyen los problemas de vibraciones y onda aérea.
TALUDES ALTOS
OPCION
- El control de las desviaciones de los barrenos es más
efectivo, sobre todo cuando se utilizan perforadoras
con martillo en cabeza.
- Se reduce el riesgo de proyecciones y onda aérea
como consecuencia de los robos de piedra (piedra menor que la nominal en un punto del banco producida
por la sobreexcavación de la voladura anterior), pues
es más fácil la inspección y modificación de los barrenos de la primera fila de las voladuras. Lo mismo se
puede decir en el caso de existencia de coqueras intersectadas por los barrenos cuando éstos se cargan
con explosivos a granel.
@
Relleno total
e Relleno parcial para reducir
pendiente
e Relleno puntual selectivo
Voladura de las cabezas de
los bancos
Creación de pendiente continua con los escombros de la
voladura
e Introducción de vegetación
T~~UDES
BAJOS
Unico
Banqueado
-
(xl
X
-
x
x
x
x
x
x
x
-
x
x
x
x
x
-
(x) Tratamiento posible.
- El control de la fragmentación de la roca es mejor al
sistematizarse las voladuras en esquemas y cargas.
Sólo en casos especiales, como por ejemplo las canteras para producción de escollera, se debería trabajar con
alturas de 20 m o superiores. En estas explotaciones se
recomienda dividir los bancos antes de alcanzar las posiciones finales de los taludes. Fig. 12.19.
Figura 12.19. Divisidn de bancos antes de llegar a la situación
final de los taludes.
En cuanto a las técnicas de tratamiento de los taludes.
estas dependerán de las condiciones de estabilidad, tipo
y dimensiones del frente, disponibilidad de materiales de
relleno. naturaleza del mismo, y posibilidad de simultanear
algunas de las actuaciones técnicas.
En la Tabla 12.1. se indican los tratamientos posibles sobre los taludes de huecos excavados, según que sean
frentes únicos o banqueados, y la altura de los mismos.
188
Como ya se ha indicado, los taludes banqueados presentan mayores posibilidades de recuperación que los de
frente Único. La implantación de la vegetación en las bermas ayuda a romper la continuidad y uniformidad del talud mejorando su apariencia.
En muchos casos, es interesante disminuir la pendiente del talud general de las explotaciones, y si esto no es
posible la de los taludes parciales de los bancos, dejando
pequeñas bermas sobre las que se acumula material fino
y fragmentado que facilite el establecimiento de la vegetación y sirvan de elementos de protección frente a caídas ocasionales de piedras.
Una practica habitual consiste en volar las cabezas de
los bancos con el fin de que los fragmentos de roca queden retenidos en las bermas y pasen a constituir un sustrato potencial para la vegetación, al mismo tiempo que se
reducen las fuertes inclinaciones de los frentes y se rompe- .la linealidad y angulosidad de las formas.
En algunas o&siones se realizan voladuras-puntudei'
con pequeñas cargas de explosivo para crear los hoyos
necesarios y aumentar la fracturación de las rocas, sin
afectar a la estabilidad estructural de los taludes, con el
fin de facilitar el desarrollo radicular de las plantas.
Cuando se dispone de materiales estkriles, de la propia explotación, de otras próximas o incluso de origen wrbano (escombros de construcción, basuras, etc., que tengan un carácter inerte) es posible efectuar un relleno parcial de locfienies p a r a ~ ~ r i s e g uÜn
i r perfil delterreno Suave y extender sobre ellos la capa de tierra vegetal. Rellenar es la solución que permite acercarse más al estado original del terreno, y por consiguiente, disminuir el impacto
paicajistico.
En los taludes únicos en roca, de grandes dimensiones,
es posible realizar voladuras controladas en puntos estratégicos para crear unos frentes de menor pendiente, al pie
de los mismos, y pequeñas irregularidades en sus partes
altas que mejoren la textura y apariencia natural. Las discontinuidades producidas por las voladuras formarán pequerios salientes o repisas, que permitirán la acumulación
de los finos y una implantación más fácil de la vegetación.
L
C " ~
(
~ l ~
V E ~ E ~ a ~ O
O TIERRA
B E ~ ~ ~ ~ ~
YTO DE L A VEGETACION
D E LOS 84NC&
ESCOMBROS
/DE
VOLADURA
I
Foto 12.7. Relleno parcial y revegetación de las bermas en una
cantera.
Cuando se disparen voladuras de más de una fila éstas deben diseñarse con profundidades diferentes, de manera que se creen pequeñas bermas para la retención del
material. Tanto en este caso como en el anterior, las voladuras deben garantizar la integridad estructural y estabilidad de los taludes, pues de lo contrario el tratamiento
sería más perjudicial que beneficioso.
En los frentes de canteras de materiales blandos, fácilmente disgregables, no es necesaria la acción de las voladuras para diseñar o modificar los taludes finales, sino
que es preciso prestar más atención a aquellas medidas
que eviten la erosión e inestabilidad. Una solución consiste en excavar pequeñas repisas a lo largo de la cara de
los bancos.
La restauración de los taludes finales de las canteras
debe iniciarse antes de que finalice la explotación de las
mismas. En las etapas últimas de extracción pueden conseguirse situaciones más estables de los taludes, reducir
la pendiente de los mismos y dejar accesos perimetrales
que faciliten los trabaios posteriores de recuperación.
Además del modelad'o del área de explotacion que se
desee abandonar tras los tratamientos descritos anteriormente y las medidas de implantación de la vegetación,
pueden seguir quedando parámetros o frentes desnudos
que produzcan un fuerte contraste cromático. En tales casos, es factible aplicar diferentes técnicas especiales de
envejecimiento.
Mediante un riego superficial, se puede aplicar una solución ácida, teniendo la precaución de que los líquidos que
escurren no dañen a la vegetación existente, por lo que
el pie del talud deberá lavarse con agua a b u n d a n í r - '
Otro procedimiento C O ~ S en
¡ Sespolvorear
~~
paja abundante por el talud y a su pie, quemándola a continuación
de modo que el humo manche y envejezca el color de la
roca, si es que los tonos claros de ésta destacan. Esto
puede efectuarse puntualmente aprovechando las bermas
existentes en el talud final de las canteras. También pueden emplearse otros materiales combustibles como neumáticos, gasolina, etc., pero prestando atención a los problemas de contaminación que se puedan derivar de ello.
Las técnicas descritas son especialmente interesantes
para pequeñas explotaciones del tipo de las canteras v SObre todo en el caso de calizas, margas, etc.
En lo relativo al perfil general y trazado en planta de 10s
huecos finales, siempre que sea viable y no exista una limitación de tipo geológico, como sucede con muchos productos de cantera, deberá tenderse a seguir las pautas
marcadas por las formas naturales del paisaje. Estas formas básicas suelen ser, por lo general, la variedad en las
pendientes o en el relieve, la irregularidad de las superficies y de las líneas, las redondeces, las formas difusas y
con disposición asimétrica, etc.
En la Fig. 12.21, se representa un caso muy simple de
comparación de integración en el paisaje, cuando las siluetas se recocan contra el cielo rompiendo la línea de
cumbres naturales.
'
Figura 12.21.
Recorfe de sfluetas contra el nelo
Foto 12.8. cantera exp~otandoseen la coronación de un cerro
5.6 Criterios de modelado de taludes finales en
zonas húmedas
En zonas húmedas donde esté previsto la creación de
estanques en los huecos creados por la explotación de
areneros y graveras se seguirán una serie de criterios básicos en su configuración geométrica. Por un lado, el contorno del hueco se aconseja que sea sinuosc con formas
redondeadas, pero sin llegar a formar un circulo.
Figura 12.24 Descabezamiento de un talud vertical.
Figura 12.22. Diserio en planta del hueco de un estanque para
conservación de la fauna.
ción de la vegetación acuática. Especial atención se prestará a aquellos casos donde se pueda producir un aterrado o colmatación de los huecos, pues se corre el riesgo
de que surjan problemas de déficit de oxígeno por la acumulación de desechos orgánicos, hojas, troncos, etc.
La superficie mínima que se aconseja que tenga la Iámina de agua es de media hectárea, la óptima del orden
de las 5 ha y la máxima entre 10 y 20 ha.
El perfil transversal del hueco debe proyectarse de manera asimetrica, compaginando orillas casi verticales o
muy escarpadas, y otras muy tendidas o playas. Así se
conseguirá en las primeras evitar la invasión de la vegetación semiacuática y en las segundas favorecer el crecimiento de dicha vegetación, la reproduccion de los peces
al calentarse más rápidamente el agua y el acceso de la
fauna. Si se pretende crear un hábitat adecuado para la
implantación de comunidades vegetales y especies animales acuiiticas, la profundidad no debe ser muy grande,
inferior a los 5 m, pues de lo contrario la productividad del
ecosistema se verá mermada por la falta de luz.
Fig. 12.23.
1
.
S
,
.-
.
Figura 12.25 Vertido de tierra vegelal en las márgenes de los
'
huecos de pequeña profundidad.
6. ESCOMBRERAS
figura 12.23. Periil transversal de un estanque artificial.
También conviene crear islas, promontorios y entrantes
que sirvan como zonas de refugio.
Cuando los taludes dejados por la explotación son muy
abruptos y altos, y por consiguiente peligrosos para las
personas y la fauna, deberán descabezarse los bancos
otras minas del exterior. Tal es el caso de los métodos de
Fig 12.24.
Si, por el contrario. el banco abandonado es muy pequeiio podrá utilizarse la tierra vegetal apilada para tumbar los taludes y crear un medio idóneo para la instala-
6.1.
Ubicación y ocultación natural de las
escombreras
.-
- . --
La ubicación óptima de los estériles que se generan durante la explotación de yacimientos de minerales por métodos de cielo abierto, y en menor medida por métdos
subterráneos, se encuenlra en los propios huecos creados al extraer el material beneficiable.
En minería de interior esto es. en paríe, posible cuando
en el sostenimiento de las excavaciones se utiliza estéril
procedente de las propias labores de infraestructura o de
otras minas del exterior. Tal es el caso de los métodos de
explotación por grandes cámaras, el de corte y relleno,
etcétera.
-
.
En minería a cielo abierto el autorrelleno del hueco es
factible cuando el yacimiento tiene una forma alargada y
la explotación se realiza con la adecuada planificación,
avanzando desde un extremo hacia el opuesto. Fig. 12.26.
Para ello, es preciso efectuar la apertura de un hueco inicial de volumen suficiente para albergar los estériles de
las fases posteriores, pues en caso contrario sería necesario ir depositando fuera, a lo largo de la vida de la misma, parte del estéril movido.
Con los estériles del vertedero exterior caben dos
bilidades, que se trasladen al hueco final, lo que no siempre es viable desde un punto de vista económico, o que
permanezcan en el lugar ocupado Ofiginalmente debida.
mente remodelados y revegetados.
En cuanto a la zona afectada por el verledero interior,
con frecuencia suele quedar a una cota ligeramente mayor a la primitiva, ya que el hueco inicial no es capaz de
absorber el incremento de volumen de los estériles que
se produce por causa del esponjamiento.
HUECO FiNAL
Figura 12.26. Melodo de.explolación e n autorrelleno del hueco en un yacimiento longiludir~al. ..
Foto 12.9. Escombrera exterior creada por una explotación de
carbón.
Foto 12.10 Autorrelleno del hueco ab~ertoen una mina de
carbón.
La ubicación de cualquier vertedero exterior depende
en primer lugar de un condicionante económico, pues los
estériles no pueden transportarse más allá de una cierta
distancia si se pretende que la explotacion sea rentable.
La segunda limitación es de tipo geológico, pues antes de
planificar y diseñar un depósito de residuos es obligatorio
cerciorarse de que el subsuelo no está mineralizado, o si
lo está no reúne unas expectativas de explotabilidad
futuras.
A continuación, entran en juego otros parámetros como
son: las características fisiográficas donde se asentará la
escornbrera (sobre fondo de valle, sobre ladera, en un pBramo, etc). Las propiedades geotécnicas e hidrogeológicas de los materiales de apoyo, las características visuales y de calidad del paisaje, la conformación geométrica
del depósito, los tipos de materiales que constituyen la escombrera, etc.
Entre las características visuales descritas anteriormente se encuentran las relacionadas con la posición de los
observadores, los cerramientos y las cuencas visuales. En
el caso de las escombreras las posibilidades de ocultación mediante el aprovechamiento de los accidentes del
terreno son grandes, siendo muy frecuente el vertido en
vaguadas u otras depresiones naturales. Fig. 12.27.
Las exigencias técnicas y ambientales han hecho que
en los últimos tiempos se establezcan unos criterios básicos aprovechando, en lo posible, las ventajas que ofrecen
ciertos principios ópticos para conseguir que disminuya el
impacto visual ejercido por estas estructuras:
- El ojo percibe más las dimensiones verticales que las
horizontales, por lo que impactará menos una masa
alargada y de poca altura que otra estrecha y alta.
- La distribución del material sobre una ladera en pendiente hace que en la parte más alejada del observador se aprecie una menor masa aparente.
- Se debe evitar que la altura de la escombrera sobrepase la cota altitudinaldel entorno para que así no destaque en la línea del horizonte.
- Las líneas curvas sobre superficies suaves producen
una intrusión visual menor que las líneas y cortes rectos sobre superficies planas, que no hacen sino acentuar formas y volúmenes.
- Las litologias con colores fuertes y llamativos intensifican y agravan las sensaciones Ópticas de los observadores, al contrastar con el colorido suave y vistosidad natural de los suelos y vegetación.
En la etapa inicial de estudio del medio físico se deben
identificar los rasgos característicos del paisaje circundante al lugar ocupado por los depósitos de estériles, pues
en la construcción y modelado de éstos debe intentarse
reproducir las formas naturales de las estructuras geológicas para alcanzar una mayor integración paisajística.
Fig. 12.29.
Figura 12.27. Ocultación de una escombrera apoyada sobre la
depresión de una ladera.
6.2.
Modelado de escombreras
La configuración geométrica de un depósito de estériles, hasta épocas recientes, dependía casi exclusivamente de la morfología de la superficie de apoyo y del sistema de vertido empleado, vagonetas, volquetes, cintas
transportadoras, etc. Fig. 12.28.
Figura 12.29.
Figura 12 28 Configc~racionestipicas de escombreras para d ~ s t~ncosmetodos de veflido (C Tandy. 1979)
Formaciones geológicas naturales.
La regla de rebajar la altura de las escombreras es importante, piies con frecuencia es la parte alta del promontorio la que más destaca y sobresale de la línea del
horizonte.
La reducción de altura de una escombrera implica un
aumento de la superficie afectada, pero tal perjuicio queda parcialmente compensado por el menor impacto visual
y el menor coste operativo. No hay que olvidar que en el
caso de una escombrera con forma cónica la limitación de
la altura a la mitad supone sólo la pérdida de 118 de la capacidad total y que en el supuesto de que tal estructura
se encuentre ya construida el movimiento de material a
realizar es de esa magnitud. Fig. 12.30.
Figura 12.30. Reducción de la altura de una escombrera con
sección triangular.
Cuando se intente remodelar una escombrera ya construida repartiendo su volumen sobre una superficie mayor
deberá retirarse previamente la tierra vegetal existente sobre el terreno a ocupar, con el fin de disponer de una base
de apoyo mas resistente y del material necesario para el
recubrimiento y revegetación.
ANTIGUA ESCOMBRERA
parte del patrimonio natural del lugar. Tal puede ser el
caso de algunos escoriales Y vertederos de antiguas e.,
plotaciones de carbón.
En los terrenos ondulados Y mOntahOS0~la intrusión visual disminuye; primero, si las escombreras se apoyan en
las laderas y, segundo. si se reproducen las pendientes,
formas y líneas naturales del terreno. Fig. 12.32.
En general, habrá que huir de las formas troncocóni.
cas, evitar dejar aristas y superficies planas que manifiesten artificialidad y redondear taludes en planta y en alzado para conseguir una apariencia más natural.
Las terrazas o bermas de gran anchura producen un
efecto visual negativo, por lo que, desde un punto de vista
estético, se desaconseja su uso generalizado. No obstante, como suelen ser necesarias, tanto por condicionantes
del método constructivo como por otros imperativos de
control de la erosión, estabilidad y accesibilidad a diferentes puntos, se recomienda seguir los siguientes criterios
básicos:
- Ser lo más estrechas posibles, pero permitiendo el
paso de vehículos auxiliares, y equipos de hidrosiembra cuando la altura es grande.
- Tener los bordes redondeados.
- No ser equidistantes o totalmente paralelas.
- Hacer que las bermas desaparezcan gradualmente
para evitar que atraviesen toda la superficie de la
escombrera.
ACOPIO DE L A
TtERRA VEGETAL
EXTLNOIDO Y R E M O O E L A W
DE LA ESCOMBRERA
EXTENMW DE L A
TIERRA VEGETAL
Foto 12.1 1,
,
Antigua escombrera en,la cuenca de Puertollano.
Figura 1 2.31. Fases de remodelación y cubric;ón con tierra vegetal de una antigua escombrera (Bradshaw, A. D.. 1980)
En siiuaciones muy especiales, los monlícblos antiguos
de estériles pueden haberse constituido en una especie
de hito o rasgo destacado del paisaje con un cierto valor
histórico, resultando aconsejable respetarlo por formar
--
A===
m
Figura 12.33. Disposición asimétrica de bermas.
+ IMPACTANTE
f
- I M PACTANTE
Figura 12 32
D l s ~ n o spos~blesde una escon~brera de mayor a menor inipacto visual
6.3.
Secuencias de construcción de escombreras
La secuencia constructiva de una escombrera-viene
marcada, por un lado, por el método de construcción y vertido de los estériles y, por otro, por un conjunto de condicionantes técnicos y económicos que es preciso analizar
y evaluar en cada caso particular. A partir de un diseno
final las fases de formación de esas estructuras pueden
plantearse de manera que sea posible la restauración progresiva de los terrenos. Esto permite reducir el impacto
global, tanto en el espacio como en el tiempo, distribuir el
coste de restauración a lo largo de la vida de la explotación e incrementar el periodo de tiempo disponible para lograr el establecimiento de la vegetación y la adopción de
medidas correctoras.
La recuperación progresiva puede hacerse en escornbreras con un solo nivel de vertido o con varios niveles.
tal como se muestra en la Fig. 12.34 en depósitos apoyados sobre una ladera.
[ .:; +:\
Desde un punto de vista paisajístico, la secuencia ópl,ma de creación de escombreras es aquella con la que se
construye en-primer lugar el perímetro exterior de las mi&
mas, alcanzando su posición final y revegetando las su.
perficies, de forma que estas partes actúen de pantallas
visuales del resto de la estructura y también de barreras
sonicas durante e; vertido posterior en zonas interiores,
En la Fig. 12.35 se representa el sistema de construc.
ción perimetral de una escombrera de llanura y de otra a
media ladera.
6.4. Apantallamiento artificial de las escombreras
Las escombreras de estériles de minas y residuos de
lavadero es posible ocultarlas mediante pantallas artificiales construidas con una parte de los propios estériles y
complementadas con especies vegetales.
PARALELü A L A LADERA
Figura 12.36. Ocultación de escombreras.
..
Figura 12.34. Recuperación progresiva de escombreras.
Esos pequeños volúmenes de estériles o incluso de
tierra vegetal, dispuestos en forma de cordones o cabaIlones, bastan a veces para conseguir el efecto deseado
desde el comienzo de las explotaciones. Son económicamente viables y de fácil integración en el paisaje.
Como en cualquier proyecto de apantallamiento, es preciso evaluacsi el impacto visual es igual o incluso mayor
que el ocasionado por los elementos que tratan de ocultar, pues de ser así tal técnica se desecharía.
7.1. Ubicación de instalaciones
......................
PUNTA
Figura 12 35
Conslrucc~onper~rnelral con reslauracion progres~va
.-
.-
.-
-
Al igual que sucedía con los huecos de explotación Y
con las escornbreras, en la ubicación de las plantas de tratamiento y otras instalaciones mineras es preciso tener en
cuerita los eleinentos característicos del paisaje para 19grar que las intrusiones visuales sean lo menor posible,
sin olvidar que son también generadoras de otro tipo de
alteraciones como residuos. polvo, etc.
Se
Además de seguir el criterio básico de ~~alejarniento~~
debe intentar a ocultar^^ y ~ ~ c a m u f l a¡as
r ~edificaciones.
~
En
la ocultación juega un papel importante la topografía existente, tal como queda reflejado en la Fig. 12.37.
Por otro lado, no siempre puede resultar acertado ..esconder~~
en valles u otras depresiones las instalaciones
edificadas; pues, si bien. es cierto que un anlig~ioh i ~ e c o
AREA IMPACTADA
AREA IMPACTAOA
I
___(
---A
I
A. IMPACTADA
-
------
- - - - - - y -
LA.
IMPACTAOA
:
.
'
:
.
W
A. IC*CT*DI
A. l Y * C T A M
Figura 12.37. Areas impactadas por una instalación minera según su localizacion topográfica (Lorenzo. J.. 1985).
o un pliegue del terreno son aparentemente los lugares
adecuados para situar tales obras no lo es menos, en alguna ocasión, que sea más conveniente el realzar las formas naturales más que anularlas.
Curvar naturales anuladas
Foto 12.1 2. Impacto visual producido por las instalaciones de trituración y almacenamiento de una cantera.
7.2.
Curvas naturales realzadas
Figura 12.38. Realce de las formas naturales del terreno
(Tandy, C.. 1979).
Siempre es recomendable un cierto equilibric?y armonía a fin de que predcminen los rasgos naturales del pai-
saje frente a las estructuras artificiales. Cuando esto no
es posible, porque la edificación en cuestión es grande y
se encuentra en un paisaje llano, es mejor evitar el contraste con pequeños elementos como colinas, árboles,
etc., por lo que en caso de disponer de vegetación ésta
deberá encontrarse a cierta distancia con el fin de cerrar
la vista de la estructura desde puntos de observación
alejados.
Ocultación y enmascaramiento de
instalaciones
En las instalaciones mineras y mineralúrgicas además
de recurrir al empleo de pantallas visuales para ocultarlas
de las vjstas, puede ser aconsejable la aplicación de elementos de camuflaje discretos: En los ceiri¡-¡¡ieritos;se
ie-comienda emplear materiales típicamente ucampestresn,
como el ladrillo, la piedra, la madera alquitranada o sin tralar. También en las propias instalaciones las actuaciones
pasan, además de por un diseño lo menos aparatoso posible, por el empleo de pinturas poco llamativas o detonantes.
Figura 12 39
Apantallam~entode una instalación de trituración.
197
. ..
. ...
Foto 12.13. Vista aerea de una mina de carbdn a cielo abierto con hueco de explotacibn, escombreras e instalaciones.
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-
Capítulo 13
USOSPOTENClALESDELOSTERRENOSAFECTADOSPOR
LAS ACTIVIDADES MINERAS
Las operaciones extractivas constituyen un uso temporal de los terrenos, con períodos de ocupación que con frecuencia no superan los 20 ó 30 años, salvo casos especiales como son los grandes yacimientos metálicos. Es por
esto por lo que el abandono de tales áreas se debe hacer
de una manera juiciosa y responsable, máxime con la creciente concienciación de la sociedad, en general, de que
la #calidadde vida. pasa por un aprovechamiento racional de todos los recursos de la tierra.
El estado que presentaban las superficies después de
finalizadas las actividades mineras solía ser de un abandono total, donde difícilmente tenían cabida su aprovechamiento por parte de otros tipos de actividades.
Los problemas de la recuperación de esas áreas afectadas, están íntimamente asociados con los que han surgido del aprovechamiento de otros recursos naturales, pudiendo causar considerables efectos en amplias zonas y
dando lugar a paisajes degradados.
El objetivo de la recuperación es restituir la posibilidad
de que el terreno alterado vuelva a ser Útil para un determinado uso, sin perjudicar el medio ambiente. Cualquiera
que sea el uso adoptado en la recuperación deberá ajustarse a las necesidades de la zona y su entorno, y deberá
ser compatible con los usos ahí existentes. De esta forma, en unos casos se podrá recuperar el uso original perdido, mientras que en otros, puede resultar más interesante el establecimiento de uno nuevo. Este comportamiento
va a dar lugar a una terminología diferente en lo que respecta al concepto de recuperación de zonas degradadas.
Si lo que se pretende tras la explotación minera es volver a dar a los terrenos el mismo uso que tenían con una
reduplicación exacta de las condiciones originales, se hablará entonces de una ~~Restauración*
propiamente dicha,
y cuando se pretende conseguir un aprovechamiento nuevo y sustancialmente diferente al anterior,'los terrenos ten-
'drán que ser r rehabilitad os,, o 4?ecuperados>t.Por ser
este último vocablo el de más amplia aplicación, nos referiremos a él en el presente capitulo.
Los usos posibles a que pueden destinarse los terrenos
afectados por las explotaciones mineras pueden dividirse
en:
- Urbanístico e industrial.
- Recreativo intensivo y deportivo.
- Agrícola.
- Forestal.
- Recreativo no intensivo y educacional.
- Cooservación de !a Naturaleza y refugio ecológico.
- Depósitos de agua y abastecimiento a poblaciones.
- Vertederos de estériles y basuras.
En principio, los usos posibles son muy amplios, si bien
en cada zona afectada las características de las alteraciones, los entomos social, ecológico y paisajístico, y los con. .:diciooantes. técnicos y econórnicos.de.las explotaciones .
son los factores que determinan la elección de los usos
concretos.
Una-vez elegido el uso que se considera más apropiado, es necesario acondicionar el terreno con el fin de que
la instauración del uso no fracase. Para ello, hay que remodelar la zona, facilitar o mejorar las redes de drenaje
que controlarán ¡a erosión. y reccnstruir el suelo. A su vez.
el estudio del medio fisico de la zoria donde está ubicada
la explotación y de su entorrio va a proporcionar los datos
referentes a las especies vegetales convenientes para su
posterior selección e implantación. Fig. 13.1.
La Tabla 13.1 refleja una primera guía de las posibilidades de aprovechamiento de los terrenos, en función únicamente de las características fisicas de las explotaciones mineras.
_
--
ANALlSlS DEL MEDIO
l
MACROPARAMETROS (Regional
Comarcal)
CLIMA
- VEGETACION POTENCIAL
- ALTITUD
- PAISAJE. etc.
-
MICROPARAMETROS(local)
EDAFICOS
- VEGETACION
- PAISAJE
- PENDIENTE. etc.
-
ESPECIES VEGETALES
LOCALES
OTRAS
Técnicas
SIEMBRA
J
L
CONTROL Y SEGUIMIENTO
Figura 13.1. Factores del medio a tener en cuenta y acondicionamiento del terreno para instaurar un uso determinado.
.
.
TABLA 13.1
HUEC9S
ESCOMBRERAS
USOS POSIBLES
. - - - - - .-.
PROFUNDOS
.
-
. .
.
. .
. .
Secos
... .
.
SUPERFICIALES
Húmedos
. .
.
- Uso original
- Vertederos de estériles y basuras
1. Uso principal. 2. Uso secundario.
Fuente: Coppin y Bradshaw, 1982
Escarpada
2
2
1
2
1
2
2
2
2
2
1
Nivelada
2
1
1
2
- Depósito de agua y abastecimiento
- Recreativo extensivo y parques
- Conservación de la naturaleza
Húmedos
2
2
- Agrícola
- Forestal
-- Industrial (piscícola)
- Recreativo intensivo y deportivo
Seais
2
1
1
1
2
1
2
2
2
2
2
2
l
~
Es impcrtante, desde el punto de vista del explotador,
que se establezca desde el principio el uso final previsto
para los terrenos, con el fin de adecuar y contemplar el
mismo en el proyecto minero, si bien cuando se trata de
operaciones con una vida dilatada es más prudente considerar un abanico de alternativas para tomar la decisión
de uso final una vez avanzado el desarrollo del proyecto.
Aunque se haya planificado -a prioril,, en la dedicación
final del terreno una vez terminada la explotación minera,
en la realidad, hay un margen de flexibilidad al respecto,
pudiéndose cambiar el uso previsto por otro. Sin embargo, se aconseja respetar y aceptar el uso planteado en un
principio, siempre y cuando esto sea posible.
La posibilidad de compatibilizar la recuperación de los
terrenos con los trabajos de explotación debe intentarse
siempre, pues se ha demostrado, por un lado, que los costes resultantes son más bajos y, por otro, que la capacidad de adaptación de los proyectos es mayor. El caso más
representativo tal vez sea el de las minas de carbón en
las que se realiza la transferencia de los estériles a los
huecos de explotación, permitiendo reducir la distancia de
transporte y mantener una superficie mínima de terrenos
afectados.
Este modo de efectuar la recuperación posibilita una
mayor alternativa de usos que si ésta se realiza después
de finalizada la explotación y abandonado la zona, ya que
algunos usos no van a ser viables. Este es el caso, por
ejemplo de la actividad agrícola, que requiere unas determinadas condiciones del sustrato que solo podrán obtenerse si se han tomado medidas en el transcurso de la explotación y se llevan a la practica en un corto periodo de
tiempo, situación que no ha lugar en una recuperación <(a
posteriori,,.
Hay que indicar que en algunos proyehtos es factible
combinar, de forma afortunada, diferentes usos, lo cual
permite una mayor flexibilidad y adaptación en respuesta
a las circunstancias de cada terreno. Normalmente, se
combinan con éxito áreas de recreo con zonas forestales,
almacenamiento de agua o de conservación de la natura-
lCOMPATIBLE
+
lh
RECbPíRACICU PARA W USO NUEVO
RESlAURAClOH DEL ECOSISTEMA SUELOVEGETLUON
.... - ..- - - - . .- - - - -
..
POS'IIZAL
9 COMPATIBILIDAO
PASTOREO
0 coMp.TlBlLloAo Ya
FORESTAL
leza, o también depósitos de agua con reservas piscicolas, etc. Las actividades agrícolas generalmente no son
compatibles con otros usos. Fig. 13.2.
Por ultimo, señalar que la recuperacion de este tipo de
áreas degradadas es posible y necesaria, y requiere para
su ejecución, imaginación, sensibilidad y conocimientos
científicos.
A continuación, se puede obsevar, Fig. 13.3, el proceso a seguir cuando se plantea la actividad minera en un
terreno. En dicha figura se muestran los distintos tipos de
usos que se pueden realizar si la zona se recupera.
MODERADA
Figura 13.3. Esquema de la estrategia a seguir en la recuperacion de una zona afectada por actividades mineras.
(.(.(O
2. POSIBILIDADES DE USO
Figura 13.2. Malnz de compafibilidad de usos de los terrenos
-
-
.
-
La recuperación de los terrenos afectados por las explotaciones mineras tiene en la mayoría de-ioscasoccomo
objetivos modelar las superficies y suministrar una cubierta vegetal, diferente según el uso previsto.
Existe, pues, una íntima relación entre la vegetación y
los usos del terreno, de rnanera que las limitaciones que
puedan surgir en el establecimiento o durante el crecimiento de las plantas suponen también restricciones en
la elección del uso.
Las especies vegetales a seleccionar dependerán del
uso que se pretenda dar a la zona alterada, y del grado
de gestión a corto o a largo plazo. En la Tabla 13.11se puede observar. a modo de guía, un esquema del tipo de especies a emplear para los usos más habituales
TABLA 13.11
TIPOS DE ESPECIES VEGETALES
USO
Agrícola.
Hábitat para la fauna
Uso original; reestablecimiento de la vegetación.
Recreativo.
Especies agrícolas que proporcionan un establecimiento
rápido de la cubierta vegetal y alta productividad.
Variedad de especies autóctonas y naturalizadas.
Especies que proporcionen semillas, frutos. que sean de
gusto agradable, lugares para nidificar, etc.
Especies autóctonas.
Producción para madera o para alimentos.
Especies que se regeneren después de incendios, etc.
Especies tolerantes, desarrolladas para cubrir terrenos
deportivos.
Especies que soporten el pisoteo.
Especies de baja productividad.
-
-
Fuente: Willianson et al., 1982
A continuación, se exponen los usos principales que se
han venido dando, hasta hoy, en la recuperación de los
terrenos afectados por las actividades extractivas. Si bien
hay que señalar que los usos más empleados normalmente son: el agrícola, el forestal, el recreativo y el relacionado con el establecimiento de la vegetación para crear hábitats para la fauna.
2.1.
Uso urbanístico e industrial
Las excavaciones realizadas en áreas urbanas o muy
próximas a &as, cuando la extensión de tales núcleos
las hayan englobado, pueden aprovecharse para construir
zonas residenciales o incluso zonas comerciales. Las formas del terreno son en muchos casos ideales, ya que se
han llevado a cabo abancalamientos y explanaciones que
facilitan la construcción de las edificaciones y la integración en el medio urbano. Múltiples ejemplos pueden verse en todo el territorio nacional, y especialmente, en algunas zonas turísticas de la costa, donde los huecos de las
canteras abiertas a media ladera, además de constituir solares para la construcción, Fig. 13.4, se habilitan también
como espacios para el aparcamiento de vehículos. Un
ejemplo de esto Último se puede observar en Cáceres,
donde la estación de autobuses está ubicada en una antigua cantera.
Los factores condicionantes que pueden presentarse se
derivan de la estabilidad de los taludes, del drenaje y de
las propiedades geotécnicas de los terrenos para las cimentaciones. En áreas húmedas, estos últimos problemas
se acentúan, pudiendo llegar incluso a imposibilitar este
uso, al igual que sucede en terrenos blandos o mal drenados. Estas situaciones requieren un tratamiento adecuado del terreno para poder efectuar el uso previsto.
2.2.
Recreativo intensivo y deportivo
En áreas urbanas y residenciales, los.terrenos abandonados próximos a las mismas, pueden ser adecuados
para desarrollar diferentes actividades recreativas y deportivas, especialmente para los jóvenes. Siempre que se
trate de terrenos secos, es posible usarlos como parques
de aventuras, circuitos para ciclismo y motocross, campos de golf, de fútbol, de tenis, instalaciones de tiro con
arco, con pistola, escuelas de escalada, etc. Si se dispo. ne de agua suficiente, podrán construirse estanques-o lagos para practicar deportes como piragüismo, remo, esqui, natacióh. etc.
Foto 13.1. Recuperación del hueco dejado por una mtna de kgFigura 13.4. Aprovechamiento urbanislico de una excavac~ona
media ladera.
nilo pardo con la creacción de un lago con usos deporlivos
(Rheinbraun. R F . Alemania).
Foto 13.2. Antigua cantera cuyos terrenos se han acondicionado y se han convertrdo en un área apta para la practica del golf
(Florida, EE. UU.).
En todos esos aprovechamientos, las áreas deben
acondicionarse remodelando el terreno, estabilizando los
taludes y retirando todo vestigio minero que pudiera dar
lugar a accidentes.
De igual modo, muchas de estas actividades exigen el
desarrollo de ciertas estructuras especiales para su funcionamiento, por lo que se insiste de nuevo en las ventajas que conlleva una planificación del uso a implantar, a
priori de la actividad minera.
Algunos huecos de cantera con formas de anfiteatro se
pueden adecuar, creando pequeños bancales o peldaños,
para el asiento de las personas y utilizar como auditorios
para obras de teatro, ópera u otros espectáculos al aire
libre.
Las zonas de explotación ubicadas en áreas rurales tienen un potencial similar para un uso recreativo menos intensivo, especialmente si se encuentran situadas próximas a zonas naturales muy visitadas como puede ser un
Parque Natural. En estos casos las operaciones de recuperación pueden ir destinadas a proporcionaraparcamientos de vehículos, merenderos, campings, etc., desplazando de este modo, parte de la presión ejercida en esas áreas
naturales de mayor fragilidad.
Las especies a seleccionar, tanto para el uso recreativo intensivo como para el no intensivo, deberán ser resistentes a las pisadas de las personas, de baja profundidad
Y normalmente de crecimiento lento.
2.3.
Vertederos de esteriles y basuras
Como en muchas ocasiones, las minas y canteras se
encuentran próximas a áreas urbanas e industriales, un
uso muy frecuente de los huecos finales de excavación es
el de depósitos de basuras, escombros y residuos industriales sólidos. El vertido de esos residuos debe llevarse
a cabo de forma completamente controlada, especialmente si no tienen las características de los residuos inertes,
realizándose un estudio inicial de las propiedades hidrogeológicas de las formaciones rocosas sobre las cuales
se van a construir, las condiciones climatológicas y geográficas, las limitaciones socioeconómicas, etc.
En la Tabla 13.111 se clasifican los diferentes tipos de
terrenos en función de la permeabilidad de los materiales - rocosos. Si la situación lo requiere, se impermeabilizará
la base y los taludes finales de los huecos, por ejemplo
con arcillas, para después ir colocando los residuos en capas de reducido espesor, por ejemplo de unos 2 m en el
caso de las basuras urbanas, que una vez compactadas
se recubrirán con tierra o mater,ial inerte en .unos 20 cm,
repitiéndose el proceso hasta la cota prevista, y extendiendo finalmente sobre la última tongada una capa de-tierra
vegetal de unos 30 cm que podrá sembrarse para su revegetación. En todos los casos se deberá disponer de los
elementos de drenaje internos y superficiales.
El relleno hatitua!mente se realiza en áreas de pequeñas dimensiones de 0,3 a 1 ha con el fin de reducir la superficie descubierta y poder proceder a la recuperación simultánea de otras zonas. Especial cuidado debe ponerse
en aquellas situaciones donde se requiera el drenaje de
las aguas de lluvia que hayan percolado sobre los depósitos, así como la colocación de dispositivos para la evacuación de los gases producidos durante los procesos de
fermentación anaerobia.
-
- --
TABLA 13.111. CLASIFICACION DE LOS TERRENOS PARA SU UTlLlZAClON COMO VERTEDEROS
CLASE
2. SEMIPERMEABLE
1. IMPERMEABLE
3. PERMEABLE
Coeficiente de
permeabilidad!
Ejemplos
KS
lo-g mís
mls < K S
m/s
(0,lmm/d y 10 cm/d)
(0,Olmmíd) en 5 m
KL1
m/s
(10cmíd)
Margas, esquistos arcillosos, pi- Medios areno-arcillosos, arenis- Aluviones, gravas.
cas.
zarras.
Alto riesgo de contaminación de
Consideraciones Terrenos favorables, pero se ne- Terrenos utilizables si:
La zona no saturada puede
los acuíferos.
cesita:
garantizar la depuración del
- Drenar los efluentes, y
agua lixiviada.
- Evitar la entrada de agua de
escorrentía.
-
Residuos
admisibles
Ciertos tipos de residuos es- Residuos asimilables a basuras Residuos inertes exclusivamenurbanas.
te.
peciales.
WLL.
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P.e.
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M TPII. lea)
Figura 13.5. Vertederocontrolado de basuras dentro de un hueco de explotacibn minera.
El aprovechamiento de las basuras para la producción
de gas ha sido estudiado e incluso llevado a cabo en algunos paises como Francia, A1c?mania Y
Durante la fermentación anaerobia de los desechos se
producen gases que pueden recuperarse, siempre que el
vertido se haya efectuado de manera controlada.
Los principales constituyentes de los citados gases son
el metano (CH,) y el anhídrico carbónico (CO,), cuya presencia varía entre los siguientes limites:
40 % < CH, < 60 %
30 % c CO, < 45 %
Otros gases igualmente presentes, pero en mucha menor proporción, son: e; vapor de agca, el oxígeno y el nitrógeno. Dependiendo del contenido en metano, los poderes caloríticos oscilan entre las 3.500 y las 6.000
KcaVm3.El porcentaje de metano está relacionado con las
características de las basuras: composición. humedad,
etcétera.
La utilización del gas depende de las propiedades de
este: presión, caudal, poder calorífico, regularidad, presencia de impurezas, etc.. siendo además precisa su de-
puración mediante filtros y la separación del CO, mediante barboteo en agua. El gas depurado puede emplearse
en la alimentación de generadores eléctricos. en motores
térmicos de gas pobre, en el sector industrial y agrícola,
o simplemente introduciendolos en la red general de distribución de qas.
Este uso dé los huecos de las minas abandonadas es
el menos noble, pero al mismo tiempo el más codiciado
por algunas autoridades municipales. pudiendo llegar a
desembocar en puntos altamente desagradables y molestos si los vertidos se realizan de manera incontrolada y
con emisión continua de humos, olores e incluso de aguas
contaminadas.
Cuando los residuos industriales están constituidos en
parte por líquidos contaminantes, un requisito previo antes de su vertido es la realización de un estudio hidrogeológico y la ejecución de obras impermeabilizantes del hueco receptor. Se han producido diversos casos de vertidos
incontr~ladosen huecos de labores antiguas, tanto a cielo abierto como subterráneos, con importantes daños hicualdrológicos po{ contaminación de losacuíferos.
quier caso, se deberán seguir las normas existentes en la
leaislación
viaente.
*
"
2.4. Agricola
El uso agricola es probablemente uno de los usos más
utilizados en la recuperación de los terrenos afectados por
las actividades mineras. Esto parece estar justificado fundamentalmente por motivos económicos, tanto en aquellas zonas donde el uso original era el agricola, y por tanto
la restauración de dicho uso resulta apropiada y obvia,
como en aquellas otras donde la dedicacibn original ns
era la agricultura. En cualqliier caso, el establecimiento de
la vegetación es más barato que en otro tipo de usos como
es el forestal o el de habitat para la fauna, y la rentabilidad económica es moyor y más i,imediata, de forma que
compense los gastos ocasionados en la recuperación
Las excavaciones finales con una topografia suave.
gran extensión y próximas a zonas cultivadas pueden destinarse. de una manera provechosa, a usos agrícolas. es-
pecialmente cuando las operaciones mineras tienen una
duración limitada y se ha tomado la precaución de apilar
la tierra vegetal y el material de cobertera.
Esas tierras almacenadas son ricas en arcillas y en materia orgánica y, por tanto, aptas para constituir un medio
óptimo para el aprovechamiento agrícola, una vez colocadas o extendidas sobre las plataformas creadas en las explotaciones. El espesor mínimo que se recomienda es de
unos 50 cm con el fin de que las máquinas agrícolas trabajen adecuadamente.
La alternativa de usos dentro de la dedicación agrícola
comprende los cultivos arables, pastos, forraje y pastos
extensivos, donde el tipo de vegetación y los condicionantes son diferentes para cada uno de ellos.
En cuanto al factor geométrico que condiciona la restauración del uso agrícola está en primer lugar la pendiente. Fig. 13.6. En general, se necesitan huecos de excavación
grandes y poco profundos con pendientes no superiores
a los 15" si se quiere establecer un pastizal, e inferiores
a los 5" para los cultivos arables. También habrá que considerar la integración paisajística del nuevo uso en el modelo agrícola del entorno, si es que este es el uso del mismo, de manera que no es aconsejable establecer una cubierta de pastos en un área de cultivos, incluso aunque el
pasto reconstruya mas rápidamente la estructura del suelo. En las Tablas 13.IV y 13.V se indican otros condicionantes para el aprovechamiento agrícola de un terreno.
TABLA 13.IV. PRINCIPALES CONDICIONANTES
QUlMlCOS EN EL USO AGRICOLA
Acidezlalcalinidad
LIMITACIONES
FlSlCAS
Las piedras en la superficie del
terreno a recuperar interfieren la gestión agrícola. Generalmente, terrenos con
menos de 0,01 % de piedras en la superficie total
pueden cultivarse, de
0,Ol-15 % en las capas superficiales dificultan el cultivo. Más del 15 % hacen
prácticamente imposible el
uso agrícola.
Pendientes de más del 25 %
Pendiente
(15") son demasiado elevadas para cualquier alternativa agrícola; más del 10 %
(5") son inapropiadas para
cultivos arables.
Disponibilidad de agua La supervivencia y el crecimiento en ciertos climas
puede depender del riego,
aunque si se emplean especies autóctonas el riego
puede ser Únicamente necesario para el establecimiento.
Pedregosidad
Es impracticable cualquier tipo
de uso agrícola, pastizal,
forraje o cultivo, si el material es demasiado ácido (pH
l
Metales tóxicos
FACTOR
LlMlTAClONES
QUlMlCAS
FACTOR
Nutrientes
TABLA 13.V. PRINCIPALES CONDICIONANTES
FISICOS EN EL USO AGRICOLA
< 4s).
1 La falta
de nutrientes en los
terrenos sometidos a actividad minera puede suponer
un serio condicionante en la
restauración de dichos
terrenos para actividades
agricolas. No obstante, con
gran cantidad de fertilizantes y repetidas aplicaciones
puede llevarse a cabo, aunque los costes de tales prácticas pueden hacer no rentable el efectuar este uso.
Algunas minas antiguas contienen altos niveles residuales de metales tóxicos que
no permiten mantener el nivel de productividad requerido, incluso añadiendo ferti.
lizantes. La contaminaciór
de los cultivos por toxicidac
puede causar enfermeda
des en animales y personas
Figura 13.6. Pendien;es máximas para o;!erentes usos del terreno (Coppin y Bradshaw. 1982).
La erosión del suelo constituye un problema en las
tierras agricolas, tanto dedicadas para cultivos como para
pastos y forrajes. El empleo de una cubierta de cultivo
anual o de especies utilizadas para pastos o forrajes, ayudan a estabilizar el suelo y a reducir la erosión.
Foto 13.3. Desmantelamienlo de instalaciones mineras y aprovechamiento de los terrenos para agricultura. (Mina de carbbn en
Derbyshire).
Por otro lado, debe garantizarse.el drenaje de la zona
recuperada verificando que el nivel freático se encuentra
siempre a más de 50 cm por debajo de la superficie. En
caso contrario, será preciso efectuar un relleno con materiales rocosos o escombros inertes que no contaminen
el agua, para extender sobre ellos la capa de suelo
recúperado.
Cuando no se disponga de suficiente cantidad de suelo
agrícola util, será preciso agregar otros materiales finos
como arena, cenizas volantes, residuos de lavadero, etc.,
analizando previamente las propiedades edáficas de éstos, y materiales de enmienda y fertilizantes. Al mismo
tiempo se realizarán operaciones mecánicas de extendido, de despedregado, de arado y subsoledo, etc.
En cualquier caso las limitaciones físicas y químicas,
particularmente \a toxicidad de \os estériieu, necesitarán
un tratamiento adecuado conio puede ser el aporte de materia orgánica, fertilizantes, etc., que pueden encarecer excesivamente la recuperación, por lo que resultará más rentable plantear otra alternativa de uso del terreno.
Como los rendimientos de los suelos a corto plazo no
son comparables con los del entorno, O existen dudas sobre la calidad de los mismos, una práctica aconsejable
consiste en el arreridamienio de los terrenos recuperados
a agricultores de la zona, de forma que se consiga una
- mayor aceptación social y un aprovéchamiento de su
experiencia.
2.5.
Forestal
.. .. .
-.
-- .
. .
Este tipo de dedicación está menos extendido que el
agrícola, y aunque normalmente su instauración es más
cara, en algunas ocasiones resulta más económico que
el uso agrícola, pudiendo ser una buena alternativa en
aquellas tierras de peor calidad donde no es posible Ilevar a cabo el mencionado uso. No obstante, su rentabilidad es rnas bajá y los resultados a más largo plazo.
La reforestación se efectúa en superficies de cierta extensión (>0,25 ha), y puede llevarse a cabo en suelos de
baja fertilidad, en taludes con pendientes de hasta el 70 %
(35"),y en sitios pedregosos. Los pH bajos, la falta de nutrientes, el exceso de metales tóxicos y la compactación
del sustrato pueden limitar su crecimiento.
Los lugares con toxicidad elevada no podrán destinarse a la producción rnaderera, sino que la reforestación tendrá una finalidad diferente, recreativa, faunística, etc.
Para repoblar forestalmente un terreno, se necesita que
los suelos tengan unas características adecuadas, primero físicas para retener el agua necesaria para las especies arbóreas y el desarrollo de sus raíces, y después químicas y biológicas, para disponer de elementos nutrientes y condiciones óptimas.
El espesor del suelo y subsuelo que se precisa depende de las especies elegidas, por ejemplo 60 cm para el
pino negro y el abedul, 1,20 m para el castatio y el abeto,
2 m para el roble, etc. Cuando no se disponga de material suficiente, se aprovecharán los Iodos de decantación,
que garantizan una buena capacidad de retención por la
elevada cantidad de finos que poseen, algunos tipos de
estériles-y basuras inertes, las cenizas volantes y escorias de centrales térmicas, etc. Para crear el horizonte humífero, que en ocasiones, es indispensable, se sembrarán
los suelos con gramíneas y leguminosas, que tienen la
propiedad de fijar el nitrógeno y, si es aconsejabie, la ino-
criterio forestal. así como el rnetodo de implantación, deberá realizarse siempre por personal especializado.
2.6.
Recreativo no intensivo y educacional
En muchas Breas rurales, las antiguas explotaciones
ofrecen posibilidades de uso similares, en muchos aspectos, a las ubicadas en zonas urbanas, ya comentadas anteriormente. Zonas amplias con gran variedad de hábitats,
normalmente con extensiories superiores a 10 ha, pueden
aprovecharse como parques, incluyendo estanques, áreas
de esparcimiento, aparcamientos, merenderos, embarcaderos. pistas de equitacióri y otros servicios.
Algunos lugares pueden poseer singularidaóes relevantes, taies como estructuras geológicas: pliegues, cabalgamientos. fal!as. etc., con litologíasespeciales, valores arqueológicos y ecológicos que puedan utilizarse con fines
educativos e incluso cientíticos.
Figura 13.7. Recuperación forestal de los terrenos afectaaos por una expiotacion a cielo abierlo.
culación de lombrices de tierra, que se ha desmostrado
que favorecen la reconstrucción de los suelos.
La dedicación forestal tiene como finalidad suministrar
madera, proporcionar alimento y protección a la fauna,
proteger al suelo frente a la erosión, aunque resulta menos eficaz a corto plazo que la cubierta herbácea, y por
Último se puede contemplar este uso con una finalidad paisajística. ya que se trata de un componente visual muy importante que requiere un largo período de tiempo para su
establecimiento. Puede llegar a convertirse en un valioso
recurso y permitir la combinación con otros usos, tales
Como los recreativos, la fauna, etc.
La elección de las especies más adecuadas según el
Si la extensión de los terrenos afectados es pequeña,
pero se encuentra en las proximidades de algún parque
natural. podrán adecuarse para la instalación de campings
o bases de campamentos veraiiiegos.
La conctruccion de parques acuáticos requiere la preparación de los huecos. tanto en la forma como en los taludes de los márgenes y en la profundidad, con el objetivo principal de crear un habitat idóeno para el establecimiento de la vegetación, de la fauna piscícola y de las aves
acuáticas. Para preservar la conservación de estos lugares, se debe limitar el acceso a los mismos mediante la
creación de barreras, senderos, etc, al mismo tiempo que
se prepararan. si se estima conveniente. observatorios ornitolóyicos puntos para !a pesca. elc Figs. 13 8 y 13 9
207
Figura 13.8. Estado de abandono de un área con explotaciones mineras antes de la recuperacion.
Figura 13 9
Recuperaoon mediante la creac~onde parques. campos deport~vos.elc
2.7.
Conservacion de la naturaleza y refugios
ecologicos
TABLA 13.VI. VENTAJAS E INCONVENIENTES EN
EL ESTABLECIMIENTO DE L A VEGETACION
--
Los procesos de colonización natural por diversas esVENTAJAS
INCONVENIENTES
pecies voluntarias en los antiguos terrenos ocupados por
1
explotaciones mineras confieren a estos. al cabo de un
Se establece una comunidad que Puede que las especies autoctonas
cierto tiempo, un potencial ecológico importante. Los prose automantiene por si misma. no estén disponibles comercialcesos de colonización son complejos y se producen de formenle.
ma fortuita mas que planificada. siempre que no exista,
La vegelacion es rcinpatible con El almacenamienlo y germinacion
desde el abandono, una interveiición posterior de¡ homlos cond~cionanteclocales.como
de las especies autoctonas rebre.
el clima El riego no es necesa- quiere conocimientos especialiCuando las canteras lleven abandonadas bastante
rio. excepto en la !ase de eszados.
tiempo y existan presiones sociales para su recuperación
tableclmiento
. . . . .efectuar
. . . .. - .. . ........
o aprovechamiento por otros usos.' es necesario
Las-especies suele1 adaptarse a Las plantas de crecimiento lento. y
previamente estudios encaminados a icjentificar y evaluar
suelos de baja lertilidad y las ne- algunos arboles y arbustos puelas diferentes especies de animales. plantas e insectos
cesidaoes para Iievar a cabo la den tardar anos en alcanzar un
que se hayan instalado y refugiado alli, pues suelen apagestioi; a largo oiazo son letamano satisfactorio.
recer especies endémicas o protegidas de alto valor ecoducidas
lógico. En tales casos. esas antiguas explotaciones pueArmon:zacion del lugar rehabilitado Los suelos perturbados por la actiden reacondicionarse con las precauciones oportunas. o
vidad minera difieren consideracon ei oaisaje Gel entorno
bien destinarse a fines educativos y científicos para el esblemente de los suelos no altetudio de los ecosistemas naturales e investigación de las
rados Por lo que se pueden eninterrelaciones que.existen entre el clima, la geología. la
contrar dificultadesen el estableflora. y la fauna: 'dentio d.e los procesosde colonizac~ón.
cimiento de especies autoctoNumerosos tipos de explotaciones aparecen como lunas
gares de interés biológico. Asi, por ejemplo, sucede con
La fauna recolonizara el área. Pue- Hay poca probabilidad de obtener
las canteras de calizas, margas y yesos, escombreras de
den crearse habitats para lafak
un beneficio economico con este
estériles alcalinos y terrenos de graveras y areneros inunna cono un uso oel terreno.
tipo de uso
dados total o parcialmente. Sin embargo, cuando las rocas explotadas son compactas y acidas y los sustratos de
Fuente: Willianson y Bradshaw. 1982.
base pobres, son muy pocas las especies vegetales que
llegan a instalarse.
La colonización natural por la vegetación se produce generalmente cuando existe en el entorno próximo una fuente de semillas, y éstas se transportan y diseminan por la
acción del viento. o a mayores distancias por los excrementos que depositan los pajaros y pequeños mamíferos
después de ingerir ciertos vegetales. También con el movimiento de tierras procedentes de otros lugares. se transportan numerosas especies vegetales de origen diverso
en forma de rizomas. plantas enteras o semillas. si bien
estos aportes son, por lo general. desfavorables para una
recolonización espontánea armoniosa.
La intervencijn voluntaria del hombre favorece el reestablecimiento de la vegetación autóctona más rápidamente que si se deja actuar a los procesos naturales exclusivamente. Con ello se pretende conseguir una armonización con el entorno, y crear un hábitat para la fauna o incluso restaurar la flora local.
Foto 13.4. Nidos de abejarucos en un acopio de esieriles.
En la Tabla 13.VI se pueden observar las ventajas e inconvenientes que se derivan del establecimiento de la vegetación natural. Quizás uno de los mayores problemas
Cuando la revegetación del terreno con especies autócexistentes, sea la obtención de semillas o plantas de estonas
tiene como objetivo procurar un refügio a la fauna,
pecies naturales en cantidad suficiente como para poder
deberán seleccionarse las especies nativas oly naturalillevar a cabo una revegetación a gran escala.
zadas que proporcionen alimento, prctección, esparciEn cuanto a la intr3ducción de la fama ésta va íntimamiento y que tengan capacidad de regeneración después
mente ligada a la vegetación, pero puede instalarse include efectuarse determinadas prácticas perjudiciales como
so en los primeros estadios de creación de las explotacioes la quema de un bosque.
nes, a pesar de que esos sistemas se consideren por los
Hay que señalar que cuanto mayor variedad de espebiólogos como abióticos, desprovistos de especies primicies
vegetales haya. mayor diversidad de fauna podrá
tivas como los musgos o líquenes. Son numerosas las
encontrarse.
aves que anidan en puntos inaccesibles de los taludes de
El habitat para la fauna puede desarrollarse bien como
los bancos y se alimentan de los insectos, que también
un
uso primario. o en asociación con otros usos de la
han colonizado esos lugares al encontrar unos microclizona.
mas adecuados. Foto 13.4.
2.8.
y 13.Vlll. se resumen los factores naturales y culturales ,
los grados de influencia que representan en-cada tp
i ;-&
aprovechamiento (Clar y Ramani, 1986).
Para un caso concreto de recuperación, estas tablas
constituyen una herramienta de encuadre inicial y aproximación al problema, tras la cual se procederá a la evalua.
ción y comparación de las diferentes alternativas siguien.
do el proceso de la Fig 13.10. La metodología propuesta
comprende 4 etapas y es análoga al procedimiento empleado en la investigación minera. El objetivo que se persigue es diseñar un plan de aprovechamiento de los terrenos que sea adecuado a las condiciones ambientales, SO.
ciales y económicas del entorno de la explotación. Al igual
que en otros procesos secuenciales, después de cada etapa, se toma una decisión que permite el paso a la siguiente fase o el retorno a la etapa inicial dentro del proceso
de planificación. Tiene, pues, un carácter iteractivo y en
la práctica son inevitables los solapes entre las diferentes
etapas.
Depósitos de agua y abastecimiento
Los huecos profundos de minas y canteras es posible
utilizarlos como depósitos de almacenamiento de agua
con diversos fines: para la regulación hidráulica; para la
lucha contra.avenidas; para la navegación, para el riego; para
el abastecimiento de agua a núcleos urbanos; para la recarga de acuíferos; para el almacenamiento de energía, si se
dispone de un pequeño salto reversible o una estación solar; para acuacultivos y producción de biomasa o, simplemente, para consumo en industrias próximas.
3.
'
CAPACIDAD DE USO DE LOS TERRENOS
Los factores que influyen en los usos potenciales de un
terreno no poseen en cada uno de ellos la misma importancia. Probablemente, un factor que'sea extremadamente importante para un uso en un terreno lo sea relativamente poco para otro uso alternativo. En las Tablas 13.Vll.
IMPORTANCIA RELATIVA DE LOS FACTORES GEOAMBIENTALES EN LA DETERMINACION DEL
- USO ADECUADO DE LOS TERRENOS
(Clar y Ramani, 1986)
TABLA 13.Vll.
P
USOS DEL TERRENO
FACTORES GEOAMBIENTALES
FORESTAL
- Relieve topográfico
- Pendiente
- Altitud
- Exposición
2'
1
2
2
- Drenaje
- Temperatura
- Precipitación
- Consolidación de los estériles
1
1
1
2
RECREATIVO
AGRICOLA
RESIDENCIAL
INSTITUCIONAL
COMERCIAL
INDUSTRN
3
3
3
3
3
1
2
2
3
3
2
1
3
3
1
3
3
3
2
1
3
3
1
3
3
3
3
3
1
1
2
2
2
2
2
1
1
1
1
2
3
1
2
1
2
1
3
3
1
3
3
3
2
3
3
3
3
1
- Suelos:
Propiedades agrícolas
Propiedades técnicas
2
3
1
1
1 = Factor con un alto grado de influencia sobre la recuperación del terreno para un uso particular.
2 = Factor con un grado de influencia moderado.
3 = Factor con un grado de influencia bajo.
TABLA 13.Vlll.
IMPORTANCIA RELATIVA DE LOS FACTORES CULTURALES EN LA DETERMINACION DEL
USO ADECUADO DE LOS TERRENOS
(Clar ,y Ramani, 1986)
FACTORES CULTURALES
- Localización
- Accesibilidad
- Tamaño y forma del área
- Usos del terreno en el entorno
- Propiedad de los terrenos
- Tipo e intensidad del uso
- Características de la población
- Limitaciones legales
- Actitudes de la compañía
FORESTAL
3'
3
3
3
3
3
3
3
2
RECREATIVO
AGRICOLA
RESIDENCIAL
INSTITUCIONAL
COMERCIAL
INDUSTRIAL
1
2
3
2
2
3
2
2
2
2
1
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
2
2
2
3
1
3
3
3
2
2
2
1 = Factor con un alto grado de influencia sobre la recuperación del terreno para un uso particular.
2 = Factor con un grado de influencia moderado.
3 = Factor con un grado de influencia bajo.
1
2
1
2
2
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
.
SELECCION DE
ALTERNATIVA
Figura 13.10. Proceso para la evaluación de usos alternativos del terreno.
Generalmente, la consideración preliminar de los factores económicos y sociales elimina un cierto número de
usos potenciales de los terrenos. Como el proceso es continuo, puede ser necesario reformular escenarios alternativos, adquirir nuevos datos o redefinir los objetivos iniciales.
La primera etapa tiene una duración corta y se suele limitar a revisar las características sociales y económicas
del entorno, así como los usos actuales, el crecimiento de
la población y los planes de desarrollo. Es útil en esta fase
mantener contactos con los planificadores y autoridades
locales.
A continuación, se realizará un análisis preliminar ambientai con un carácter general y no excesivamente detallado. Mediante listas de chequeo, se revisarán distintos
factores ambientales comprobando si existen limitaciones
físicas que impidan un uso de los terrenos. Por ejemplo,
unas características de los suelos deficientes impedirán
su aprovechamiento con fines agrícolas, o la presencia en
la superficie de materiales productores de aguas ácidas
gesaconsejará los usos recreativos que requieran estanques de agua.
Después de contemplar esas dos etapas, suele ser ne-
cesario mejorar y completar los planes de usos previstos.
El análisis económico final de la etapa 3 puede llevarse a
cabo de múltiples formas. Por un lado, se estimarán las
inversiones y costes necesarios para alcanzar un uso específico y los ingresos que puede suponer la venta de los
terrenos acondicionados, o los flujos generados durante
un período de tiempo por el aprovechamiento previsto de
los mismos, tal es el caso del uso agrícola donde se producen unas cosechas de forma periódica.
En la etapa final de evaluación, se emplearán técnicas
analíticas desarrolladas por técnicos ambientalistas y expertos sociales para comparar planes alternativos. Por lo
general, esta etapa sólo se realiza cuando se ha demostrado previamente que existen dos o mas usos d r los
terrenos con un potencial económico importante. Un método aplicable para la evaluación de los impactos ambientales es el método matricial desarrollado por Leopold et al.
(1 971). Para la evaluación de los impactos sociales, existen numerosos métodos entre los que destacan los siguientes: las listas de chequeo, las técnicas Dephi y Delbecq, la extrapolación de tendencias, los modelos de simulación, las tablas input-output, las tablas beneficioscostes, etc.
El análisis de impactos social y ambiental puede combinarse también con las técnicas de toma de decisiones
multicriterio.
Otra forma de determinar el uso potencial o la capacidad del terreno para aceptar un determinado uso después
de que la actividad minera haya tenido lugar, es a partir
de la Clasificación de Capacidades utilizada en Gran Bretaña (U.K. Land Use Capability Classes). Según este método el criterio de clasificación depende de los siguientes
factores: pendiente, textura del suelo y pedregosidad, clima, humedad (drenaje y disponibilidad del agua), y riesgo
de erosión. Factores tales como fertilidad y gestión no se
consideran, ya que son fácilmente modificados y no Ilegan a afectar al potencial de la tierra.
El criterio puede utilizarse no sólo para evaluar el potencial de un área ya restaurada, sino también para determinar las medidas necesarias a tener en cuenta para
hacer un área apropiada para el futuro uso.
En la Tabla 13.IX se pueden observar los usos del terreno asociados con las clases de capacidad, y en la Tabla 13.X se especifican los criterios que definen las clases de capacidad del terreno.
TABLA 13.IX. USOS DE L A TIERRA ASOCIADOS
CON LAS CLASESDECAPACIDADDELTERRENO
(Coppin and Bradshaw, 1982)
CLASES DE
CAPACIDADES
USOS
Cultivos:
intensivo
moderado
limitado
Pastos:
intensivo
moderado
limitado
1
2
3
4
x
x
x
x
--
x
x
x
-
X
X
X
5
6
7
Forestal
Recreativo
Fauna
X: Adecuado. El aprovechamiento de la tierra será mayor cuando se plantee disponer la restauración hacia el uso m"ItipIe.
TABLA 13.X. CRITERIOS QUE DEFINEN LAS CLASES DE CAPACIDAD DE L A TIERRA
1
CLASES DE CAPACIDAD (Capacidad decreciente)
FACTORES
1
1. Factores del lugar:
Pendiente máxima (")
Grupo clirnático (a)
Altitud, niveles máximos
Riesgo de erosión
Drenaje
2. Factores del suelo:
Capac. agua disponible (b)
Enraizarniento profundo (mm)
Textura del suelo (c)
Pedregosidad (+ 25 mrn)
1
Reacción del suelo. pH
2
7
6
I
I
230
150
Bajo
Muy bajo
Bueno Moderado
3
4
5
6
11
1, II
11
Bajo
Pobre o
imperfecto
25
1, 11, 111
380
Medio
Pobre
inund. de
1-5 años
25
1, 11, 111
550
Lig. alto
Pobre
inund. de
1-3 años
25
1, 11, 111
600
Alto
Pobre
frec.
inund.
25
1, 11, 111
600
Alto
Muy pobre
o anegado
Ninguno
Ninguno
Ninguno,
incluy.
rocas
Cantos y
rocas
presentes
Ninguno
250 ó 50
2.000
1, 1 ,
Si
200 ó 40
1.500
No, CI,
Si, Sk
120 o 25
750
No
Sk
g0 ó 20
500
No
Sk
80
300
No
Sk
50
Ninguno
Ninguno
1%
5%
15 %
50 %
50 % con
cantos
5,5-7,5
55-7,5
5-8
43-9
50 % algún
canto
rodado
459
(a) Grupos climáticos para Gran Bretaña (calculado para períodos de abril-septiembre).
l. PRECIPITACICN: < 100 inm y media de la temperatura máxima diaria > 15" C
11. FRECIPITACION: < 300 mm, temperatura > 14" C.
III. PRECIPITACION: > 300 mm, temperatura < 14" C.
(b) Capacidad de agua disponible, en mm o mmlm de profundidad.
(c) Textura del suelo:
S = arena.
CI = arcilla.
Si = limo.
I = franco.
Sk = esquelético (> 35 % fragmento grueso y < 18 % arcilla)
Fuente: Coppin and Bradshaw, 1982
4,5-9
Por último, en la Tabla 13.XI se refleja un resumen de
los requerimientos y las posibles soluciones que pueden
seguirse para suplantar un determinado uso.
TABLA 13.XI. ALGUNOS REQUERIMIENTOS Y POSIBLES SOLUCIONES NECESARIAS PARA IMPLANTAR UN
DETERMINADO USO
REQUERIMIENTOS
TIPO DE USO
Urbanístico e
industrial.
1-
Estabilidad de los taludes y control de la erosión.
SOLUCIONES
- Remodelado para reducir pendientes.
- Estudio de propiedades geotécnicas de .los terrenos - Obras de drenaje.
para las cimentaciones.
- Localización cerca de nucleos urbanos y rurales.
- Medidas estructurales, cuando
sea necesario.
Recreativo y
deportivo.
- Estabilidad de los taludes.
- Remodelado del terreno.
- Retirada
- Corrección de pendientes.
de elementos que puedan dar lugar a accidentes.
- El uso recreativo no intensivo y educacional requiere
grandes superficies, que pueden sobrepasar las 10 ha
en muchos casos.
- Localización: cerca de nucleos urbanos y rurales.
- Medidas estructurales si son necesarias.
- Establecimiento de una cubierta
vegetal.
Vertedero de
basuras y
estériles.
- Estudio de la permeabilidad de los materiales rocosos. - Impermeabilización, cuando sea
necesario.
- Estudio de las características de los vertidos.
- Ubicación en lugares poco visibles. Localización: cer-
- Mejora del drenaje interno y superficial.
ca de nucleos urbanos e industriales.
- Huecos de excavación grandes y poco profundos. - Añadir materia orgánica.
- Limitaciones:
- Enmienda caliza para corrección
de acidez.
Químicas: acidez/alcalinidad, nutrientes y toxicidad.
- Aporte de elementos finos.
Físicas:
Pedregosidad 3 15 %, imposible el uso agrícola. - Abonado.
- Mejora del drenaje.
Pendiente: < 15" pastizal.
< Socultivos arables.
- Disminución de pendientes.
Disponibilidad de agua.
- Establecimiento de la vegetación.
Riesgo de erosión.
- Añadir materia orgánica.
- No se precisan suelos de gran fertilidad.
- Limitación en taludes con pendientes > 70 % (35"). - Añadir elementos finos:
- Posible aportación de nutrientes.
- Superficies de cierta extensión (> 0.25 ha).
- Espesor del suelo y subsuelo para su instauración, di- - Buen drenaje.
- Modificar pendiente si se neceferente según la especie.
sita.
- Establecimiento de la cubierta
vegetal.
Conservación de
la naturaleza.
- Requerimientos mínimos, aunque es necesario un - Establecimiento de la cubierta
sustrato adecuado capaz de facilitar el crecimiento de
la vegetación natural.
vegetal.
- SKELLY and LOY.: ((A Compliance Manual. Methods lor Mee.
- ANDRUUI, F. C.: <(ReclairningStrip-Mined Land for Recreational Use in Lackawanna Country, Pa. A Demonstration Projectll. U.S. Bureau of Mines. 1.C 8716, 1976.
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COPPIN. N. J. and BRADSHAW, A. D.: a<Quarry Reclamation>l.Mining Journal Books. 1982.
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- WILLIAMSON, N. A. et al.: -Mine Waste Reclamation*. Mi.
ning Journal Books, London, 1982.
- SWEIGARD,
-
Capítulo 14
FACTORES AMBIENTALES QUE AFECTAN A LA
RESTAURACION DE LA VEGETACION
1. INTRODUCCION
Las plantas dependen estrechamente para vivir del medio en el que se desarrollan. De él obtienen la energía, materias primas y el espacio que necesitan y usan para crecer y conservarse. El suelo, la atmósfera y el agua son
sus elementos constituyentes básicos.
Las condiciones de habitabilidad para las plantas que
ofrece el medio son la resultante de la interacción de diversos factores de orden topográfico, climático y edáfico.
Estos factores ambientales se combinan e interfieren para
formar un complejo difícilmente disociable, en el que todos ellos actúan de forma simultánea y contribuyen a caracterizar el medioambiente. A pesar de ello, un factor ambiental determinado puede hacerse preponderante e influir sobre la vegetación prácticamente por sí solo. Esto sucede cuando dicho factor adquiere valores extremos no
compatibles con la vida de las plantas. Por ejemplo, en
las regiones áridas la característica mas importante del
medio respecto de la vegetación es la escasez de agua,
así como en los litorales lo es el exceso de sal en el
sustrato.
A estos factores que adquieren valores extremos se les
denomina factores limitantes, y pueden actuar por exceso
(el contenido en sal del ejemplo anterior) o por defecto (el
aqua en las reqiones áridas).
-por Otro lado' la capacidad de las especies vegetales
para desenvolverse bajo unas condiciones ambientales
concretas. viene definida por la posibilidad de que puedan
llevar a cábo sus procesos fisioiógicos fundamentales (fotosíntesis, respiración, translocac%n y absorción de agua
y nutrientes) y de la velocidad y duración de estos
procesos.
Cada especie solamente puede desarrollarse satisfactoriamente dentro de un rango de valor determinado para
cada factor ambiental. Los valores máximos y mínimos por
encima (o por debajo) de los cuales la planta no es capaz
de sobrevivir, se denominan Iímites d& tolerancia. Entre
estos límites hay un valor óptimo para cada especie.
Como la actividad minera supone una modificación más
o menos intensa del medio natural, uno o más factores
ambientales pueden verse alterados, pudiendo, incluso,
convertirse en factores limitantes para la vegetación.
Por ello, antes de abordar la revegetación de una zona,
hay que estudiar cuáles de los factores ambientales se
han visto alterados por la actividad, cómo y cuánto, para
poder así definir las condiciones que el nuevo medio ofrece para la instauración de la vegetación.
--
Errruoum M
D
T lmrk
i ~ n md.I s n w lo *1,
Figura 14.1. Factores ambieotaies que afectan a la capacidad
fisiológica (Daniel et al, 1982).
FACTORES AMBIENTALES DE INFLUENCIA
GENERAL
2.
Los factores ambientales se pueden agrupar en:
- Factores climáticos.
- Factores edáficos.
- Factores topográficos.
2.1.
Factores clirnáticos
Las características del clima que actúan directamente
sobre los vegetales son la radiación solar, la precipitación,
la temperatura y el viento.
La radiación solar es el factor climático esencial puesto
que permite la fotosíntesis y es, además, la fuente de calor del medioambiente. Las necesidades de las especies
vegetales varían tanto en lo que se refiere a cantidad total
de radiación recibida, como a su distribución estaciona1 y
diaria (fotoperiodo).
El agua resulta indispensable para la vida de las plantas y la precipitación atmosférica constituye su principal
fuente de aprovisionamiento. Tanto el agua edáfica como
la humedad atmosférica dependen directamente de la
cantidad y distribución anual de la precipitación.
El funcionamiento del metabolismo celular, la asimilación clorofílica y la transpiración dependen en gran medida de la temperatura ambiente. Cada. especie
tiene una
-- .temperatura óptima y un~máximoy un mínimo más alla de
los cuales no pueden vivir. Estos tres parámetros (intervalo de temperaturas medias, máximas y mínimas absolutas) son las más interesantes para el estudio de este factor en relación con la vegetación.
El viento es también un factor climático importante que
puede influir decisivamente en la vegetación, cuando se
trate de vientos fuertes y frecuentes.
Las brisas moderadas actúan favorablemente
el
- - - -. -. - sobre
-ritmo vital de la planta (aGgÜ'rianla renovación del aire alrededor de los estomas y facilitan la función clorofílica),
pero cuando el viento es fuerte, la transpiración aumenta
peligrosamente al ser aportado constantemente aire no
saturado de humedad a las hojas. A consecuencia de
esto, los estomas tienden a cerrarse para contrarrestar
este efecto, por lo que la fotosíntesis se reduce. A pesar
de este mecanismo de defensa, si los vientos son constantes la deshidratación de la planta prosigue.
Así, en los lugares con este tipo de viento las plantas
no pueden desarrollarse con normalidad: el tamaño de los
árboles disminuye. se producen deformaciones, puede impedir el desarrollo de un estrato arbóreo, etc.
mm de diámetro (limos, gravas y arenas) y una fracción
fina, constituida por partículas de menos de 0,002 mm de
diámetro (arcillas). Los movimientos de aire y agua en el
interior del suelo y su capacidad de almacenamiento e intercambio de agua con las plantas dependen de la proporción entre estas dos fracciones. Por ello, se ha señalado como factor edáfico fundamental en relación con la
vegetación la textura. que refleja la composición granulo.
métrica del suelo, Fig. 14.2.
Factores edaficos
El suelo es un sistema físico-biológico que actúa de forma compleja sobre la vegetación. Es la iuente y despensa de elementos nutritivos y agua, y en él está contenido
el oxígeno necesario para la respiración de las raíces y
los microorganismos del suelo.
El suelo es el producto de la acción del clima y la vegetación sobre el sustrato geológico. Cada tipo de suelo
tiene una estructura general y unas características fisicoquímicas determinadas, acerca de las cuales, el conocimiento de la litología sobre la que se ha formado dicho
suelo da una información muy valiosa.
Los factores edáficos que resumen la influencia del suelo en la vegetación son:
- Textura y estructura.
- Contenido y disponibilidad de nutrientes para las plan-
tas.
- Reacción del suelo (pH).
- Profundidad.
La porción sólida del suelo está formada por partículas
minerales de diversos tamaños. Se distingue una fracción
gruesa, formada por las partículas que superan los 0,002
SENTIDO
DE
LECTURA
.
-
2.2.
A2(
SENTIDO
. .
?:cTuw
8O
XII
PORCENTAJE' DE ARENA
0.05 < 0 C . 2 mm.
LECTURA
Figura 14.2. Diagrama de las texturas en coordenadas lrilineales.
Las sustancias nutritivas aprovechables por las plantas
se encuentran en el suelo en solución en forma de sales
minerales. Se dividen en dos grupos, dependiendo de sus
cargas eléctricas. De entre los aniones, el fósforo, el azufre y el nitrógeno desempeñan un papel esencial en el desarrollo de las plantas. Los cationes más interesantes son
el calcio, potasio, magnesio y sodio. Además hay una serie de metales necesarios en cantidades ínfimas: hierro,
manganeso, cinc, cobre, boro, molibdeno y cloro. Para un
desarrollo normal, las plantas tienen que disponer de un
abastecimiento adecuado de cada uno de estos elernentos. Tanto el exceso como el defecto de alguno puede
crear problemas.
El pH es un factor complejo que refleja la actividad quimica del suelo. Depende de la naturaleza de la roca madre y determina la presencia o ausencia de ciertas plantas.
El suelo juega también iin papel importante como modificador de las condiciones climáticas generales. Color,
textura y grado de humedad tienen incidencia sobre la
temperatura, radiación y las condiciones hídricas locales.
La temperatura de cada localidad a nivel del suelo, para
unas condiciones climáticas determinadas, es función de
su color y su humedad: será mayor en un suelo oscuro
que en uno claro, y en uno seco que en uno húmedo. A
través de estas caracteristicas,el suelo influye también sobre la iluminación de la localidad: la proporción de radia-
ción luminosa es mayor cuanto más claro y seco es un
suelo.
2.3.
Factores topograficos
el papel de la topografia en la definición del microclima.
ahora bien, los caracteres microclimáticos dependen de la
acción combinada de topografía, suelo y vegetación.
Los factores topográficos de influencia son:
La altitud, pendiente, exposición, orientación y formas
del relieve son factores topográficos que ejercen una acción modificadora sobre los otros factores ambientales.
La pendiente es un factor de influencia local en la formación y desarrollo del suelo. En función de ella se producen cuatro fenómenos:
- Condiciones del relieve. Pueden modificar los regí-
--Enlascumbres y pendientes fuertes se produce un rejuvenecimiento constante del suelo, debido a la erosión, que tiene como consecuencia que el suelo de estas zonas tenga escasa profundidad y un perfil poco
desarrollado.
- Se produce una migración constante de elementos solubles y coloidales a favor de la pendiente, con lo que
las partes altas se empobrecen nutricionalmente y en
las de pie de ladera se producen acúmulos de nutrientes.
- Orientact6n. Es ia pasición de la zoria respecto del
- Tanto el agua de precipitación como el agua edáfica
'
-
tiende a migrar por gravedad al pie de las laderas, con
lo cual las zonas altas y de media ladera son estaciones más secas que las zonas llanas y de pie de ladera.
En las depresiones se producen estancamientos de
agua que son los responsables de la génesis de un
tipo particular de suelo, los suelos hidromorfos.
La influencia de los factores topográficos en el clima tiene especial importancia, ya que las condiciones climáticas a que están sometidas las plantas no se corresponden exactamente con las que define el clima regional sino
con las del microclima, y son los factores topográficos los
pricipales creadores de condiciones microclimáticas particulares.
menes de vientos, precipitaciones, humedad edáfica y
las temperaturas: barreras montañosas, valles y depresiones, variaciones altitudinales, etc.
- Exposición. Supone el incremento a la amortiguación de los factores climáticos según que la zona esté
más o menos expuesta a ellos.
norte geográfico. Modifica directamente la radiación y,
a partir de ella, el resto de las características climáticas.
- Altitud. Actúa especialmente sobre la temperatura y
la precipitación. La altitud provoca una disminución de
la temperatura media de cerca de l oC por cada 180
metros.
- Pendiente. Modifica las condiciones térmicas y de
iluminación de la localidad.
El grado de pendiente determina además directamente
el tipo de vegetación que va a ser capaz de desarrollarse
en cada localidad. Cada especie tiene un límite máximo
de pendiente por encima del cual no es capaz de arraigarse.
Otra acción importante de este' factor es que el nivel de
estabilidad del sustrato depende directamente de él. Los
sustratos móviles, como escombreras y laderas muy pedregosas, son primero colonizados por comunidades pioneras, formadas por especies herbáceas especialmente
adaptadas a este factor. Solamente cuando estas comunidades han conseguido estabilizar el sustrato, comienzan
a aparecer otras especies más exigentes.
3.
EL MEDIO TECNICO
Se denomina medio técnico al medio natural transformado por la actividad minera. Esta transformación es muy
intensa, tanto que las condiciones del nuevo medio no tienen nada que ver con las del medio inicial y, además, suelen ser muy poco favorables para la vegetación.
Para describir el medio técnico hay que prestar atención a las modificacionesde tipo físico causadas en el suelo por la excavación y movimiento de tierras. y a las dificultades para la implantación de vegetación que los nuevos materiales presentan.
3.1.
Modificaciones de carácter físico
Figura 14.3. Espacio protegido del viento en funoón de la altura de la vegetación.
(*El microclima de una localidad es el resultado de la
modificación más o menos profunda del clima local bajo
la influencia de las condiciones ecológicas propias de ese
punto>>(Lacoste. 1973). Aqui se considera aisladamente
Tanto las operaciones de explotación como los trabajos de remodelación del terreno requieren el empleo de
maquinaria pesada. Su paso por los suelos que van a ser
objeto de revegetación es causa de intensa compactación,
con la secuela de falta de la aireación mínima necesaria
para el desarrollo de las plantas y el crecimiento de las
raíces.
Además, la compacidad del terreno es una propiedad
a conseguir expresamente, con el fin de que los taludes de
escombreras y terraplenes sean estables. Lo mismo
ocurre en las pistas y accesos, donde además de compactar el terreno, se elimina la materia orgánica para evitar la penetración del aire y el agua bajo los firmes.
En los desmontes y excavaciones el paso de tractores
y volquetes contribuye a endurecer el corte y a configurar
superficies lisas y poco porosas.
Otro efecto es que las superficies a restaurar cobran
pendientes muy superiores a las que tenía el terreno antes de iniciar las acciones mineras. Esta circunstancia
afecta tanto a las técnicas de revegetación como a las especies a emplear, y fundamentalmente, al uso final del
terreno recuperado.
Como efecto derivado cabe a~untaraue la fuerte Dendiente de los taludes modificá lo; factor& microclimáiicos
derivados de la exposición.
La esterilidad es Un0 de 10s problemas principales. Las
explotaciones mineras requieren excavaciones más O menos profundas que generan vertederos de material desprovisto de materia orgánica o dejan al descubierto roca
o suelo profundo igualmente estéril.
3.2.
Características de los materiales
Los tipos de estériles que constituyen las escombreras
son de origen diverso y presentan ciertos problemas fisicos para la implantación de la vegetación.
Además de los suelos superficiales, existe un material
de cobertera, generalmente inocuo con un cierto potencial
de suelo. Su textura y estructura pueden ser malas, particularmente después de la compactación por la maquinaria, pero es posible mejorarlas para la revegetación mediante el ripado y la adición de materia orgánica.
Por otro lado, se encuentran de manera predominante
las rocas estériles en forma de fragmentos y con unas propiedades que inicialmente no difieren demasiado de las
de la roca intacta. La acción de la maquinaria y el paso
del tiempo producen una degradación y meteorización de
los materiales con una modificación de sus propiedades.
Seguidamente, se comentan las principales propiedades físicas y químicas de los materiales.
3.2.1.
A
TABLA 14.1
DIAMETRO EFECTIVO
DE LOS
MATERIALES
Mayor de 25 cm
25 cm a 7,5 cm
7,5 cm a 2 cm
2 mm a 0,05 mm
0,05 mm a 0,002 mm
Menor de 0,002 mm
La distribución por tamaños de los trozos de roca es
una de las propiedades físicas más importantes, ya que
afecta a la retención y movimiento del agua, al volumen
de huecos, a la estabilidad de los taludes, a la aireación
y a la susceptibi!idad a la erosión. Los intervalos de clase
de los tamaños de los materiales y las denominaciones
más comunes son las de la Tabla 14.1.
Para crear un sustrato edafico se necesita un amplio
rango de tamaños de partículas: arcillas y limos para la capacidad de intercambio iónico y para mantener la humedad, arenas para la porosidad y gravas para la aireación.
Un exceso en una fracción determinada puede afectar negativamente la implantación de la vegetación
Bolos
Guijarros
Gravas
Arenas
Limos
Arcillas
La modificación de las distribuciones granulométricas
es difícil, por cuanto se requerirán una trituración y molienda parcial que podría resultar antieconómico. Por este
motivo se recomienda la retirada de losmateriales y la extración selectiva de algunos
estériles finos.
B - Densidad
Según la litología de los estériles, el peso específico del
material oscila entre 2 y 2,8 t/m3. Sin embargo, el peso específico seco, in situ o aparente, de los materiales depositados depende del grado de compactación, que, a su
vez, es función de la porosidad del conjunto, de la granulometría y la forma y tamafio de las partículas, con unos
valores que varían entre 1,3 y, 1,8 t/m3.
Las densidades aparentes próximas, a las de las particulas son inadecuadas para que las raíces de las plantas
penetren, por lo que en ocasiones se recomiendan operaciones de ripado y subsolado, así como la adición de
mulch.
C - Porosidad y permeabilidad
Los materiales que se depositan en una escombrera
presentan un porcentaje variable de huecos y poros que
son ocupatios por el aire o por el agua. La retención del
agua aumenta cuando los poros son más pequeños.
La porosidad se calcula con la siguiente expresión:
Porosidad (%) =
PROPIEDADES FlSlCAS
- Granulometria
DENOMINACION
100(D, - Da)
r\
siendo:
D, = Densidad de las partículas.
Da = Densidad aparente.
El porcentaje de huecos influye durante la construcción
de las escombreras sobre la comp:esibilidad de los materiales. Se produce una migración de finos, el colapso de
los contactos entre bloques por el propio peso de las estructuras, etc, que se manifiestan con unos asentamientos que oscilan entre el 0,5 y el 5 % de la altura.
Otro parámetro ligado al anterior es la permeabilidad,
que influye, por un lado, sobre la estabilidad del talud y, por
otr6, sotirela disponibilidad de agua y nutrientes en los niveles superficiales. Si las condiciones de drenaje son deficientes se puede producir un aumento de las presiones
intersticiales en el interior de los depósitos que llegan a desembocar en fenómenos de inestabilidad. Si el agua
percola excesivamente rápido, se puede producir una disolución de nutrientes y un lavado de los suelos en la zona
de las raíces de las plantas.
10s niveles de fósforo son generalmente muy bajos y las
deficiencias de potasio, calcio y magnesia también suelen
presentarse.
En determinadas ocasiones se produce un incremento
de la salinidad que puede ser debido a distintas causas:
interacción de 10s productos de oxidación de la pirita y los
carbonatos nativos; Concentración de sales en los residuos como consecuencia del reciclado del agua; adición
de sustancias a los Iodos de las plantas mineras para ajustar el pH de los efluentes; y excesiva evaporación de la
superficie. Todos esos procesos se ven acentuados al
unirse a los reactivos y correctores de pH que se utilizan
en los tratamientos mineralúrgicos.
, . .. .. .. ... .... ..
. ..
Asi pues, las caiacie7isticas del medio técnico que van
a determinar la viabilidad de la revegetación, la elección
de especies y las técnicas de .implantación son:
- Existencia de pendientes muy acusadas, de hasta 90"
.. Foto 14.1. Parcelas de expenrnentación con diferente materiales y espec~esvegetales.
en el caso de las caras de banco.
Existencia dentro de una misma explotación de condiciones de humedad y temperatura muy diversas y
muchas veces e-remas, como consecuehcia de la
exacerbación de los factores microclirnaticos por efecto de la exposición.
- Suelos estériles y muy compactados, de característiD
cas fisicoquimicas y estructurales totalmente distintas
a las del suelo original.
- Color
El color de los materiales es importante como ya se dijo,
ya que afecta a la absorción y reflexión de las radiaciones
solares, y condiciona las reacciones químicas de los estériles. Asimismo, si el color de los estériles contrasta con
los del entorno se producirá una gran perturbación visual.
3.2.2.
PROPIEDADES QUlMlCAS
La composición quimica de los estériles varia ampliamente según la explotación minera de que se trate, no
sólo depende de la naturaleza litológica de los propios materiales extraídos, sino también del método de tratamiento
y vertido, de las condiciones climatológicas y de las reacciones de meteorización que se desarrollan dentro de los
depósitos.
La composición quimica de los materiales en el depósito puede variar tanto en vertical como horizontalmente,
debido a cambios en la calidad de los minerales y estériles, cambios en las leyes de corte por las fluctuaciones
del mercado, cambios en los procesos mineralúrgicos de
concentración, meteorización y lixiviación, pariicularmente en los desechos que contienen pirita.
Los problemas de acidez son muy frencuentes en las
presas de Iodos mineros y en algunas escombreras. Un
caso típico lo constituyen las escombreras de pirita.
Muchos residuos mineros tienen en su composición metales, que aun estando presentes en pequeílas cantidades son tóxicos para las plantas, el hombre y los animales, y el grado de contaminación producido por las aguas
superficiales de escorrentía y lixiviados puede llegar a ser
muy alto.
La mayoría de las rocas estériles y residuos presentan
deficiencias de nutrientes. Las concentraciones de nitrógeno son inadecuadas para el crecimiento de las plantas,
4.
FACTORES AMBIENTALES MODIFICADOS
POR LA ACTIVIDAD MINERA
Al abordar la tarea de implantar una cubierta vegetal en
terrenos afectados por la actividad minera hay que tener
en cuenta que, debido a las particulares condiciones del
medio técnico, hay una serie de factores ambientales que
se presentan en estos lugares con matices muy especificos y configuran, aisladamente o en conjunto, una situación completamente distinta de la que habitualmente se
presenta en siembras y plantaciones comunes.
4.1.
Factores físicos
4.1 . l . TEMPERATURA
La temperatura ambiente debe tenerse en cuenta en la
elección de las especies a sembrar o plantar. Para cada
especie existen ciertos umbrales de temperatura dentro
de los cuales realizan su ciclo vital.
Sin embargo, la temperatura de la atmósfera no es un
dato especifico, ya que no señala con exactitud las condiciones que se dan en la capa superficial del suelo, donde se desarrolla la vida de la planta.
La temperatura del suelo es función directa de la cantidad de radiación solar recibida, y la cantidad de radiación, a su vez, depende del ángulo de incidencia de los
rayos solares (cuanto más oblicuo sea menor es la cantidad de radiación) y de la existencia de obstáculos que intercepten la radiación antes de que llegue al suelo.
El ángulo con que los rayos de sol llegan a la tierra,
para una determinada latitud, varía con una periodicidad
diaria y anual, lo que se traduce en cambios cíclicos diarios y anuales en la temperatura del suelo.
Además de estas variaciones globales, hay algunos factores físicos que condicionan la cantidad de radiación al
modificar el ángulo de incidencia. Son:
- Pendiente.
- Orientación.
- Exposición.
0
U2 0 -.
5
a
A
.-
s .
0
'
/
0
J 5 IO-
- Situación dentro del talud.
En general, puede decirse que al aumentar la pendiente el ángulo de incidencia de los rayos solares aumenta.
p - PENDIENTE
.-
z
DEL TERRENO
Y
5u
/
:
-
/
/
/
'
/
/'
- /
L-20
L-L5
I:5
1.10
$ o y . * s , ; 3 s 3 10T , " " '
15
0,4 DE PENDIENTE
Figura 14.5. Relación entre pendiente y radiación recibida.
U: ANGULO DE INCIDENCIA
\
P4=6o0
4-450
\
Ahora bien, la relación pendiente y cantidad de insolación tiene distinto signo dependiendo de la orientación del
terreno: en las orientaciones sur son directamente proporcionales, y en las norte inversamente.
RADIACION
P=oO
Figura 14.4.
Variación del ángulo de incfdencia al aumentar la
pendiente.
Se define como exposición de una zona su accesibilidad a los distintos factores climáticos. Respecto de la radiación, las exposiciones de umbria son significativamente .<menosaccesibles~~
que los de solana. Fig. 14.6.
En las exposiciones de solana tanto la cantidad total de
radiación que llega como la diferencia entre la máxima radiación recibida y la mínima son muy grandes, con lo cual
en las solanas se alcanzan temperaturas máximas muy altas y la amplitud térmica diaria es grande. La temperatura
en estas condiciones puede llegar a ser un factor limitante para la vegetación.
TABLA 14.11. VALORES MENSUALES TOTALES DE RADlAClON SOLAR DIRECTA EN Kcallcm2 CON CIELO
DESPEJADO PARA DIFERENTES PENDIENTES Y ORIENTACIONES EN LATITUD 50" N
(Seamann, 1979)
NE
MES
Diciembre
PENDIENTE
O" = llano
10" = pendiente
20"
30"
90" = acantilado
N
2,O
0,7
0,O
-
E
SE
DIFERENCIA
ENTRE MDERA
NORTE Y SUR
-
-
-
NO
O
SO
2,O
12
0,6
O, 1
2,O
2,O
2,O
2,o
1,4
2,O
3,O
4,O
4,8
5-7
2,O
3,5
5 ,O
6,O
83
0,O
2,8
5,o
6,O
83
8,8
92
8,9
8,7
56
8,8
10,6
11,8
12,6
8,8
8,8
11,2
12,8
14,l
12,2
0,O
4,1
7,9
12,O
12,2
-
S
O" = llano
10" = pendiente
20"
30"
90" = acantilado
-
8,8
7,9
5,6
4,6
12
18,6
17,8
16,5
14.2
2,O
18,6
18.1
17,O
15,O
5,4
18,6
18,7
18,4
17,5
8,8
18,6
19,4
19,7
18,8
8,O
18,6
19,5
19,6
18,8
7,O
0.0
Junio
O" = llano
10" = pendiente
20"
30"
90" = acantilado
Septiembre
O" = llano
10" = pendiente
20"
30"
90" = acant~lado
10,8
92
6,5
3,9
10,8
9,6
8,O
63
1,8
10,8
11,O
10,9
10,6
63
10,8
12,1
12,2
13,8
1G,8
12,9
14,4
15,4
11,2
0,o
3,7
7,9
11,5
11.2
Marzo
-
8,8
7,1
4,9
2,1
-
9,9
1,7
31
4,6
5,O
Hay una diferencia apreciable de temperatura entre la
cabecera y la base del talud, y las condiciones en cabecera son más perjudiciales que en la base. Fig. 14.8.
Por otro lado, todo obstáculo en la incidencia de la radiación, una cubierta vegetal natural o artificialmente ¡mplantada, por ejemplo, se traducirá en una modificación
de las temperaturas del suelo.
Las temperaturas se moderan si existe una cubierta vegetal, de forma que se hacen menos frias en invierno y
menos cálidas en verano, mientras que los taludes desprovistos de vegetación las temperaturas son extremadas.
Figura 14.6. Relación cantidad de Radiación-Exposición.
En las exposiciones de umbría la cantidad total de radiación es mucho menor y la diferencia diaria enke radia-ción máxima y mínima muy pequeñas. Así, la umbría se
caracteriza por tener temperaturas moderadas y oscilaciones diarias pequeñas. Esto se traduce en un menor movimiento del aire y, por tanto, una mayor concentración de
CO, que en las solanas. Estas condiciones repercuten en
el desarrollo y la sensibilidad a enfermedades de la
vegetación.
A
SOLANA DESNUDA
7
8
9
10
11
12
13
b4
15
16
17
HORA
18
Figura 14.9. Efecto de la orientación y de la vegetación sobre
la temperatura del suelo.
LUZ
O
J
9
1'0
ii
ii
ij
i4
i8
i6
HORA DEL DIA (FEBRERO)
Figura 14.7. Relación entre la intensidad luminica y la temperatura del suelo.
El ángulo de incidencia también varía a lo largo del talud: en la cabecera se acerca a la perpendicularidad mientras que en el pie del talud es más oblicuo.
Del conocimiento de estas temperaturas se deducen las
dificultades que para la implantación de la vegetación presenta un suelo desnudo.
Las variables de vegetación que condicionan la temperatura del suelo son:
- Porcentaje de superficie cubierta: al aumentar la cubierta vegetal, la amplitud térmica disminuye.
- Altura de la vegetación: hay una relación directa entre
altura de la vegetación y temperatura del suelo.
Las dificultades derivadas de la temperatura del suelo
puederi resumirse en:
a) Grandes diferencias diarias de temperatura.
SUELO
DESNUDO
Figura 14.8
Vanacion de la ietnperalura con la allura del talud.
b) En los taludes, por su gran altura y pendiente y por
la inexistencia de una cubierta vegetal moderadora,
la temperatura del suelo puede llegar a alcanzar valores de hasta 15 y 30"C por encima de la temperatura del aire, y condicionar la elección de especies
(especies resistentes) y las técnicas de implantación,
e incluso, en casos extremos, hacer inviable la revegetación,
c) Las temperaturas sufren variaciones espaciales muy
marcadas en este tipo de terrenos (diferencias entre
base y cabecera del talud, diferencias de orientación
y exposición), que, lógicamente, van a influir en el diseno de siembras y plantaciones y en los cuidados
posteriores dedicados a cada zona, segun sus condiciones térmicas.
d) Temperaturas propicias para el desarrollo de enfermedades.
4.1.2.
HUMEDAD
La humedad del suelo y la humedad ambiente son factores de influencia directa tanto en el momento de la siembra como en el posterior desarrollo de las plantas.
Respecto de la humedad del suelo, la disponibilidad de
agua es la cantidad de liquido que puede ser aprovechada por los vegetales. Depende del agua suministrada (precipitación o riegos), y de la capacidad de infiltración y de
retención del suelo.
La cantidad de agua que llega a infiltrarse en un suelo
depende de la longitud y grado de inclinación del terreno,
de su permeabilidad, y de la existencia y tipo de cubierta
. . . . . . . . . . . . . . ...
-vegetal.
LaCgrañdes pendientes ocasionan fuertes perdidás de
agua por escorrentía que repercuten desfavorablemente
en el establecimiento de la cubierta vegetal. Por otro lado,
los suelos muy compactados son poco permeables (tienen un índice muy bajo de porosidad) y el agua tiende a
escurrir por ellos.
La existencia de vegetación aumenta la capacidad de
infiltración del suelo y le protege de los agentes erosivos.
,, , . - , . . . a. todo
.
el vo!umc?n
Pero las plantas no pueden acceder
de agua que se almacena en el suelo. Solamente está disponible el agua capilar, que es el agua retenida por capilaridad en poros de pequeño tamaño. La cantidad existente de este tipo de agua depende de la textura, estructura
y contenido en materia orgánica del suelo.
La textura es la característica edáfica más directamente relacionada con la cantidad de agua absorbible.
Fig. 14.10.
, ,
ARCILLA
ARENA
Figura 14.1 1. Los sustratos de textura arcillosa tienen mayor ci
pacidad de retención de agua que los de textura franca. Las te^
turas arenosas son las de menor capacidad de retención.
- Estructura y contenido en materia orgánica están mu
relacionados. Las partículas de los distintos tamaños S
agrupan como resultado de la materia orgánica present
y de la actividad de los microorganismos del suelo, par
formar agregados que confieren buena porosidad, aireé
ción y drenaje al suelo. La falta de materia orgánica y o
ganismos adecuados condiciona una agregación rnínim
de las partículas y una carencia de estructura del mate
rial, lo cual influye negativamente en la capacidad de ir
filtración y retención del agua del suelo.
La temperatura también es un factor influyente en la h~
medad del suelo. Al incrementarse la temperatura aumer
ta la evaporación y disminuye el contenido en humedac
La humedad del suelo es un factor limite en la revegc
tación de este tipo de espacios, ya que en ellos se re1
nen casi todas las condiciones desfavorables para consc
guir un buen suministro de agua para las plantas.
- Son terrenos muy compactados y con pendientes e)
0J
ARENA
ARCILLA
CONTENIDO EN A R C l L L A CRECIENTE
Figura 14.10. Relación entre la textura del suelo y la cantidad
de agua disponible para las plantas (Briggs, 1977).
cesivas, por lo cual hay grandes pérdidas de agua pc
escorrentía.
- Generalmente, los suelos están desnudos de vc
getación.
- Los suelos a tratar suelen tener texturas extrema:
- No hay materia orgánica.
- Las temperaturas alcanzadas en estos suelos supc
ran hasta en 15 y 30" la temperatura de un suelo no8
mal en iguales circunstancias.
Los suelos con textura muy fina (arcillosos) presentan
un volumen muy pequeño de poros, sobre todo si están
compactados. i a infiltración del agua es muy lenta, lo cual
tiene la secuela de que la escorrentía aumente en los
terrenos pendientes y que haya tendencia al encharcamiento en los llanos. Además, el agua queda fuertemente
retenida debido al reducido diámetro de los poros y no es
accesible para las plantas.
En los suelos de texturas gruesas el agua percola muy
rápidamente. ya que los espacios que quedan entre las
partículas son demasiado grandes para retenerla, y desciende a profundidades inaccesibles para la vegetación.
4.1.3. AlREAClON DEL SUELO
La atmósfera del suelo influye en todos los proceso
que tiene lugar en su interior. De ella dependen la vida d
los microorganismos del suelo y la de las raíces de la
plantas superiores, así como todos los cambios químico
que se realizan en el suelo:
- La ausencia de O, inhibe el crecimiento de las raice:
Sin embargo, este crecimiento puede mantenerse co
bajos niveles de oxígeno. hasta con sólo un 2 % , sien
pre que el aporte sea constante y la concentración de
CO, no exceda el 30 ó 35 %.
Las concentraciones de O, y CO, afectan tambien a
la germinación. La germinación disminuye 'en los suelos cuya capacidad de aireación es sólo del 10-12 % .
- La existencia de microorganismos, cuya vida depende tambien de la aireación, es necesaria desde el momento de la gerrninación.
- La cantidad de O, interviene en la absorción de elementos nutritivos.
Los procesos de óxido-reducción del suelo. Son ¡mportantes por el hecho de que algunos de dichos compuestos pueden tomar forma tóxica para la vida de
suelo. .
-
-
PRESENCIA Y DISPONIBILIDAD DE
NUTRIENTES
4.2.1.
Las plantas necesitan disponer de una serie de elementos, esenciales para su desarrollo. Algunos, los macronutrientes son necesarios en grandes cantidades: nitrógeno,
fósforo, azufre, calcio, magnesio y potasio; los micronutrientes, en muy pequeñas dosis: hierro, manganeso,
boro, cinc y molibdeno; y otros pueden ser esenciales sólo
para especies particulares: sodio, cloro, cobalto, vanadio
y otros, Fig. 14.12.
0 0000l
01
I
I
0~0001
l
0001
10
r
l
0.01
100
1
0.1
i.WO
I
I
10,000
1
10
100
%
100,000 1,000,000 ppm
l
1
J
Corbono
El nivel de aireación del suelo depende de:
0,íg.no
1
Hidrowno
- Nivel de compactación.
- Textura y estructura del suelo.
- Contenido en materia orgánica.
Factores químicos
Tres son los factores que pueden afectar e incluso limitar severamente el desarrollo de la vegetación: presencia
y disponibilidad de nutrientes, acidez y alcalinidad del suelo y toxicidad. Todos ellos son factores edáficos derivados
de la desaparición del suelo superficial y del afloramiento
de horizontes inferiores, como producto de las excavaciones.
210
1
PO~O.OO
195
200
I
Calcio
Mo~raam
I
35
Fmfao
1
30
=
Aiufra
4.2.
J
N%lrbpono
ClM0
La existencia de capas compactas próximas a,la superficie impide el normal desarrollo de las raíces, tanto por falta de aireación como por resistencia mecánica a la penetración. Las capas compactas con alto contenido en arcilla, cuando estan húmedas, son relativamente impermeables al agua y al aire. En suelos de textura gruesa la tasa
de aireación es buena, a menos que exista una capa freática alta.
Cuando se rompe la estructura de la superficie del sue:
lo por efecto del impacto de las gotas de lluvia, se forman
unas costras que dificultan la aireación y la emergencia
de la planta. Este efecto es muy frecuente en suelos
alterados.
La presencia en el suelo de una cantidad suficiente de
materia orgánica favorece la aireación .y mejora las condiciones de penetración y respiración de las raíces. Ade- '
más, las existencia de los rnicroorganismos del suelo depende de la presencia de materia orgánica. .
En las escombreras con alto porcentaje de materiales
muy gruesos (> 20 cm de diámetro) es frecuente la formación de bolsas de aire de gran volumen que no pue- .
den ser atravesadas por las raíces, con lo cual el crecimiento radicular se detiene al llegar la raíz a dichos
lugares.
. .- ..
Esto tiene como consecuencia que en estas escombre-.
ras la vegetación leñosa con sistema radical más o rnenos desarrollado, tenga una tasa de crecimiento.muy-ve-.--_
queña, e incluso, que sea imposible sus instalación.
j
Hirrro
Monlpnro
1
M
-
35
55
1
o5
i O 05
1
Zinc
Cobre
Molibdwo
I
O 01
o o1
3
1
I
Conc~ntrocion$nantrada,
M ~Lanloa ípprn)
0005
I
I
bnsrntroslmona
satiifoctorias en
uno ro(ucdn
d.
CU~I~VO
~igura'14.12. Concentraciones tipicas de minerales, elementos
nutrientes en plantas y concentracionesen soluciones para el crecimiento satisfactorio en tierras de cultivo (Bradshaw y Chadwick,
1980).
La ausencia o escasez de alguno de ellos provoca en
las plantas retrasos en el crecimiento, malformaciones y
otros síntomas de deficiencia.
Todos ellos son obtenidos directamente del suelo por
las plantas, y es muy raro encontrar suelos alterados por
.la minería que no sean deficitarios en alguno de estos elementos esenciales, Fig. 14.13.
El nitrógeno es uno de los el6ménios más importantes
que la planta obtiene del suelo, y casi constantemente fal_ ta en suelos altecados.
Prácticamente todo el nitrógeno del suelo tiene su origen en la atmósfera, por lo que los materiales procedentes de excavación no han podido desarrollar una iesenfa
de este niitriente. Los nitratos, forma química en la que
es asimilado el nitrógeno por las plantas, se constituyen
a partir de los procesos naturales de fijación del N, atmosférico (principalmente en los nódulos radicales de las leguminosas), y mediante la descomposición de la materia
orgánica por los microorganismos del suelo.
El /osforo es parte esencial del sistema encirnático de
las plantas y su presencia es necesaria para la activación
de las zonas de crecimiento
DEFICIENCIA
SEVERA
MODERADA
a33
m
ADECUADO
LEVE
O
EXCESO
LEVE
e.
o
RELATIVO A L ESTABLECIMIENTO DE UN ECOSISTEMA
MOOERADO
SUELO/PLANTAS
APROPIADO
SEVERO
..o
AL MATERIAL
Figura 14.13. Caraclensticas quimicas de estériles mineros y áreas degradadas (Modificadode Bradshaw y Chadwich)
La característica mas importante como componente del
suelo, es que reacciona químicamente como fosfato y se
combina con otros elementos para formar complejos insolubles, que no pueden ser absorbidos por las plantas.
Así, muy poca cantidad del fósforo existente en el suelo
es utilizable.
4.2.2.
La importancia del pH como factor ambiental que afecta a la revegetación, se debe a motivos directos. por la influencia que el ambiente. más o menos acidificante o basificante, puede tener sobre las condiciones de desarrollo
de las plantas, y a motivos indirectos. debido a su intervención sobre otras caracteristicas del suelo:
Su escasez tiene como consecuencia la disminución de
la tasa de crecimiento de las raíces e influye negativamente en la multiplicación y desarrollo de las,micorrizasde las
leguminosas.
- Influye en la velocidad y cualidad de los procesos de
humificación y mineralización. a través de su influendel suelo.
cia sobre los mi~roor~anismos
El resto de los nutrientes (excepto el azufre) requeridos
por las plantas son absorbidos en forma de cationes. Los
más importantes en el desarrollo de la vegetación son potasio y calcio (Ca--. K--).
En los horizontes profundos-aflorantesy.los.materialesextraidos por la excavación, el sustrato sobre el que se
va a realizar la revegetación no tiene las características
de un verdadero suelo. -Poturí lado; %ayescasei~ofalta
total de algunos elementos esenciales. por ejemplo el nitrogeno, pero además. el resto de los elementos que están formando parte de los minerales de la roca madre del
subsuelo se presentan en formas quimicas no utilizables
por la vegetación, y aunque se encuentren en grandes
cantidades no son aprovechables.
La ausencia de materia orgánica es otro factor que
agrava la deficiencia de nutrientes: es el puente entre la
planta y el suelo en la obtención de estos elementos esenciales, y actúa como reserva de nutrientes en la que estos son liberados. de forma que sean asirnilables. al ritmo
adecuado
ACIDEZ Y ALCALlNlDAD DEL SUELO
- Influye en el estado de determinados nutrientes. caracterizando, por tanto. su grado de asimilabilidad por
los vegetales.
.. .. ..... ....
.
-.. - ..
. .. . . .
- Condiciona la estructura del suelo y. por tanto. todas
las propiedades edáficas que se derivan de aquella
.
.
. .
Respecto a la acidez. la mayoría de los nutrientes son
más solubles cuanto mas bajo es el pH. es decir. se liberan con mayor facilidad. Sin embargo. si el pH es dewasiado bajo. las pérdidas de nutrientes por lavado pueden
aumentar y decrecer asi su disponibilidad para las plana:.
tas. También. unas condiones demasiado favorables P
la solubilidad puede provocar la aparición de toxic:daa
Fig. 14.14.
Los problemas más característicos que se presentan en
suelos con pH por debajo de 4. son:
,
'
,
- Hay una concentración excesiva de alum~nioy
Saneso. qLie pueden llegar a ser toxicas
AIloraciOn quirnica
Actividad biold~ica
Foto 14.2. Zona en primer plano donde la acidez de las suelos
ha impedido el establecimiento de la cubieria vegetal.
- Déficit de fósforo ya que los iones de hierro se combinan con los fosfatos y forman un compuesto insoluble inaccesible a las plantas.
- Se reduce la actividad microbiana, con lo que los niveles de nitrógeno y otros elementos son muy bajos y
hay una considerable deficiencia de nutrientes.
En los suelos básicos con pH mayor de 8, se pueden
producir deficiencias en micronutrientes (Fe, Mn y Bo) por
la dificultad que tienen las plantas para absorberlos, y de
fósforo por inmovilización en forma de sulfato cálcico. Además el nitrógeno puede pasar a estado gaseoso por acción de bases fuertes sobre las sales amoniacales.
Además, en este tipo de espacios, el pH puede llegar
a alcanzar valores extremos. directamente tóxicos para la
vegetación. Por ejemplo, en escombreras que contengan
pirita se producen fenómenos de acidez espontánea por
meteorización de los sulfuros, y se llegan a alcanzar niveles de pH de 2. y en escombreras de hidróxidos de Ca,
Mg, Na y K, son frecuentes los pH de 10.
4.2.3. TOXICIDAD
Los problemas de toxicidad en escombreras y presas
de residuos se deben principalmente a la presencia de
metales pesados (cobre, cinc, plomo y níquel), y otros metales (aluminio, manganeso), que quedan como residuos
de las plantas de concentración, o por ir como acompañantes del mineral extraído y ser abandonados «in situ,>.
A pesar de que el volumen representado por estos metales es muy pequeño respecto del resto del material, los niveles tolerados por las plantas son muy bajos y se alcanzan fácilmente niveles tóxicos, que pueden provocar la
muerte de la vegetación existente e impedir el crecimiento de cualquier tipo de planta. El principal efecto es que
inhibe el crecimiento de las raíces.
En climas áridos y semiáridos también puede producirse toxicidad en materiales con sulfatos cálcico y magnésico que, al ser solubles, ascienden por capilaridad a la superficie al evaporarse el agua del suelo, y provocan concentraciones de sal de hasta el 2 % (más alto que la concentración de sal del agua del mar) que muy pocas plantas resisten. Fig. 14.14.
Figura 14.14. ElpH de un suelo afecta a sus características quimicas y biologicas. y por consiguiente al crecimiento de las plantas (Bradshaw y Chadwick, 1980).
Este último tipo de salinidad es frecuente en escombreras de minas metálicas (Fe, Cu, P) y también en minas
de carbón cuando los desechos contienen sulfuros y carbonatos de calcio y magnesio.
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-
-
-
Capítulo 15
ANALlSlS Y PREPARACION DE LOS TERRENOS PARA
EFECTUAR LA REVEGETACION
- Proporcionar un buen drenaje.
- Descompactar el medio donde se instaura la vegeta-
Al analizar los terrenos sobre los que se quiere llevar a
cabo la instauración de la vegetación, despues de finalizada la explotación minera, se observa la dificultad o imposibilidad de desarrollar cualquier tipo de cubierta vegetal por presentar un sustrato inadecuado en el que sus características físicas, químicas y biológicas han sido alteradas.
En general, el sustrato puede presentar: escasez de
materia orgánica y de nutrientes, baja proporción de elementos finos que da lugar a texturas gruesas y a una baja
estabilidad de los agregados arcillo-humicos, si es que
existen, valores de pH extremos, existencia de elementos
tóxicos y sales en concentraciones excesivamente altas
para el desarrollo de la vegetación, entre las más significativ,as.
Esta situación crea la necesidad de .preparar el terreno,, como paso previo y fundamental en el establecimiento de la vegetación, buscando las soluciones o métodos
que ayuden a superar los problemas que dicho terreno
presenta. y teniendo en cuenta el tipo de actividad extractiva desarrollada y el uso que se pretenda dar al terreno
en la recu~eración.
Los objktivos principales que han de tenirse en cuenta
en los trabajos de preparación del terreno son:
ción para permitir un correcto desarrollo del enraizamiento.
- Reducir o eliminar la acidez o alcalinidad, así como la
presencia de elementos tóxicos.
- Aumentar el suministro de nutrientes esenciales para
las plantas.
- Integrar la morfo!ogía del terreno en el paisaje circundante.
En las Tablas 15.1 y 15.j1 se pueden observar los problemas fundamentales que presentan las superficies alteradas por las actividades mineras y su tratamiento.
A continuación se describen las prácticas o métodos necesarios a considerar en la preparación del terreno, que
v a n a ayudar a superar los problemas que impiden el establecimiento de la vegetación en los suelos afectados por
explotaciones mineras:
- Manejo de la capa superficial del suelo.
- Tratamiento de la compactación. Descompactación.
- Enmiendas o mejoras edáficas.
- Tratamientos especiales de taludes para la preparación del terreno.
TABLA 15.1. RESUMEN DE LOS MATERIALES Y METODOS DISPONIBLES PARA MEJORAR LOS FACTORES
ADVERSOS DEL LUGAR EN UNA SUPERFICIE Y SUS EFECTOS SOBRE LOS MISMOS
RETENCION DE
TEXTURA
FACTORES
AGUA
MEJORAS O ENMIENDAS
Demasiado Demasiado Demmdo Demasiado Temperatura
fina
bala
exwa
alz
gruesa
Meteorización natural
+
t
Reduccion de pendiente
-
Compactación
Ripadolescar~ficado
-Encalado (CaCO,,
A
+
+
t
(+)
(+)
-
t
t
(+/-)
(+)
Mejora
Acidez
Alcalinidad
Saliniead
(-1
+
A
Toxicidad
( 1
-
Detlaercia
de
(+)
+
(+)
Ca(OH),)
- Electo nocivo.
SupefIc* Compactam
inesbMe
t
t
-
(-1
(+)
(+)
.
()Depende del lugar y material.
237
Tabla 15.1.
(Continuación)
MWOMS O ENMIENDAS
Enmienda edáficas:
0 Fertilizantes inorgánicos químicos (complejos minerales)
0 Fertilizantes orgánicos: abonos
-
-1
+
t
t
-
Drenaje
t
(t)
t
f
(t)
(+)
(tl-)
t
t
+
Riego
Vegetación
(A)
+
t
t
t
(+)
t
4
-
Efecto nocivo.
TABLA 15.11.
+
Mejora
() Depende del lugar y material.
PROBLEMAS DE LOS TERRENOS ALTERADOS POR LA MlNERlA Y SU TRATAMIENTO
TRATAMIENTO INMEDIATO
PROBLEMAS DEL SUSTRATO
FlSlCOS
Exceso de partículas o materiales gruesos
Baja capacidad de retención.
Exceso de afloramientos rocosos.
Excesiva pedregosidad superficial.
Alta compactación.
Demasido suelto.
Inestabilidadlerosión.
(
Excesiva humedad (encharcamientos).
1
Demasiado seco,
NUTRlClON
Carencia de nitrógeno.
Carencia de otros macronutrientes.
Carencia de micronutrientes.
( TOXICIDAD
1
e
pH demasiado alto
1
e
pH demasiado bajo
I
Exceso de metales pesados
Salinidad.
OTROS
Exceso de polvo.
Aporte de elementos finos.
Aporte de materia orgánica.
.
Aporte de materia orgánica.
Sembrar sp. con raíces profundas en las escombreras capaces de llegar a la zona donde se acumula el H,O.
Voladuras controladas: creación de rugpsidadec en la pared
rocosa.
Aporte de elementos finos y materia orgánica en las zonas de
menor pendiente.
Aporte de elementos finos.
Aporte de materia orgánica.
e Ripar o escarificar.
Añadir materia orgánica.
Compactar.
e Aporte de elementos finos.
. .
Preparación de-los-hoyos.... Medidas estructurales (remodelado, d;enajec)I-.
e Modificacibn de la pendiente.
Empleo de mulches o estabilizadores.
Obras de drenaje.
Modificar la pendiente.
Empleo de mulch orgánico (riego).
-
e Abonado.
Siembras de especies leguminosas.
Abonado, enmienda caliza.. - '
Abonado.
Afiadir residuos con piritas o materia orgánica.
Implantar vegetación resistenie.
Enmienda caliza.
Implantar vegetación tolerante.
Empleo de mulch orgánico.
Cubierta inerte o cultivadores tolerantes.
Meteorización. Riego.
Especies o cultivares tolerantes.
Riegos periódicos.
2.
MANEJO DE LA CAPA SUPERFICIAL DEL
SUELO
Conviene matizar el interés de una planificación a priori
de la recuperación de las zonas alteradas por la minería,
con el fin de conseguir una mayor rentabilidad económica
y efectividad. En dicha planificación uno de los puntos a
tratar es la retirada, antes de que se inicie la actividad, de
las capas fértiles del suelo y su conservación para ser extendidas cuando se proceda a la recuperación del mismo.
De esta primera medida va a depender el resto de las operaciones a realizar para conseguir un sustrato adecuado.
Despues de proceder al análisis del suelo en el lugar
que van a desarrollarse los trabajos, puede determinarse
la conveniencia de separar únicamente la capa de tierra
vegetal o, por el contrario, si la calidad de las capas subyacentes lo aconseja, éstas también serán retiradas selectivamente.
Cabe señalar que el mayor contenido de materia orgánica y elementos nutritivos se encuentra en la capa de
tierra vegetal o cobertera, que generalmente tiene unos
30 cm de espesor, correspondiente al horizonte A, mientras que el resto de las capas infrayacentes (subsuelo y
capas de estériles) situadas por encima de las masas de
mineral son más pobres, Fig. 15.1, por lo que la capa de
tierra vegetal siempre será conservada a no ser que se
cuente con un sustituto de igual o mejor calidad, debidamente comprobado.
Son tres los tipos de operaciones que deben efectuarse con el suelo:
HrnZONTE A (5-38
a) Retirada y manejo de la capa o capas del suelo.
b) Almacenamiento de las mismas, y
c) Extendido.
a) y b) En la retirada, manejo de las capas y su almacenamiento posterior es muy importante observar las siguientes recomendaciones:
- Separar cada una de las capas identificadas para que
no se diluyan las cualidades de la más fértil al mezclarse con otras de peores carateristicas. este procedimiento tiene el inconveniente del coste de la extracción selectiva.
- La retirada y almacenamiento deben efectuarse con
cuidado, especialmente con la capa de tierra vegetal,
para evitar su deterioro por compactacion y de esta
manera preservar la estructura del suelo, evitar la
muerte de microorganismos aerobios, riesgo de contaminación por sustancias ácidas o tóxicas, alteración
del ciclo normal de los compuestos nitrogenados, riesgo de la erosión eólica e hídrica, etc.
Como medidas básicas para prevenir esta cornpactación, se aconsejan, las siguientes medidas:
- Manipular la tierra cuando este seca o cuando el contenido de humedad sea menor del 75 %.
- Evitar el paso reiterado de maquinaria sobre ella.
COLOR OICURO CO«TEHE*OO
MATERIA WANICA
Y HUYU.
cm)
HORIZONTE B (15-50cm)
HORlZONTE
,RECUBRIMIEN
DE ESTERIL
MATERIAL CON COLIDAIX
MINERAL
,MINERAL
Figura 15.1. Perfri del suelo
Foto 15.1. Retirada de la capa superficial del suelo
- Depositar estos materiales en capas delgadas evitando la formación de grandes montones (h<3 m). La altura de los mismos, así como el período de tiempo que
pueden permanecer acopiados, dependen de la textura del terreno:
TABLA 15.111
ALTURA DEL
MONTON
(m)
PERIODO DE
TIEMPO
(meses)
2,4
1.2
1,4
12
12
.9
0,9
6
t
Suelos ligeramente arenosos
Suelos medianamente
franco arcillosos
Suelos franco arcillosos
Suelos muy arcillosos
~
En cuanto al almacenamiento de la tierra vegetal y demás capas habrá que añadir las siguientes recomendaciones complementarias:
gico, ya que por un lado evita el incremento de coste
que supone mover dos veces el mismo material, y por
otro reduce el riesgo de deterioro de las características edáficas.
- En caso de almacenamiento, los materilaes deben ser
protegidos del viento y la erosión hídrica, de la compactación y de contaminantes que alteren su capacidad para sustentar la vegetación. Los suelos ligeramente arenosos sufrirán menos peligros en el apilamiento que los suelos arcillosos, ya que los primeros
son menos compactables.
- Estudiar posibles sitios donde ubicar el acopio y proceder a su selección, teniendo en cuenta: el relieve,
la longitud de la pendiente, inclinación, condiciones de
drenaje superficial e interno, riesgo de inundacion y
susceptibilidad a desliz'amientos.
- Si los montones acopiados no son utilizados para la
reconstrucción del suelo en un período corto de tiempo (menos de un año) puede ser aconsejable sembrar
dicha superficie con una mezcla de semillas, mayor¡tariamente de leguminosas, y añadir mulch para mantener la estructura del suelo en los montones, evitar ia
reducción del ccintenido de oxígeno y cambios adversos en la fertilidad, y protegerlos contra la erosión hidrica y eólica.
- Sólo deben apilarse cuando sea impracticable una recuperación progresiva del terreno que permita transferirlas contínuamente desde su posición original a su
nuevo emplazamiento, Fig. 15.2.
Este tipo de restauración progresiva es beneficiosa
tanto desde un punto de vista económico como bioló-
c) Una vez que vaya a procederse a la recuperación
del terreno, las capas del suelo se extenderán de nuevo.
sobre el terreno seco, por orden de calidades, hasta obtener un perfil similar al original. Se recomienda lo Siguiente:
1
RETIRADA DE COBERTERA
,
EXPLOTACION
'
RECUPERACION
VEGETACION
INICIAL
E S T E R ~ LY/O
RECHAZO DE PLANTA
Figura 15.2. Extracción y recuperación progresiva.
- El extendido de la tierra debe realizarse sobre el terreno ya remodelado, con maquinaria que ocasione una
mínima compactación.
Para proporcionar un buen contacto entre las sucesivas capas de material superficial se aconseja escarificar la superficie de cada capa (5-15 cm de profundidad) antes de cubrirla. Si el material sobre el que se
va a extender estuviera compactado habría que realizar un escarificado más profundo (50-80 cm). Esto
previene la laminación en capas, mejora la infiltración
y el movimiento del agua, evita el deslizamiento de la
tierra extendida, y facilita la penetración de las raíces.
- El material recolocado deberá adoptar una morfología
similar a la original. El extendido de cada capa debe
efectuarse'de forma que se consiga un espesor aproximadamente uniforme en consonancia con el uso posterior del terreno, la pendiente y la red de drenaje.
- Debe evitarse el paso de maquinaria pesada sobre el
material ya extendido.
Tanto la extracción del suelo como el apilamiento y el
extendido del mismo no deben tener lugar en condiciones
de humedad.
La estrategia o los pasos a desarrollar en el movimiento del suelo dependerá de la dedicación que se le dé al
terreno en la restauración y de las necesidades que dicha
aplicación solicite. Tabla 15.IV.
Una vez reconstruido el suelo, pueden tener lugar procesos de erosión hídrica y eólica. Este riesgo depende de
la estación del año, longitud del talud y pendiente, erosionabilidad del material del .suelo, y del tiempo que transcurra hasta que se establezca una cubierta permanente
de vegetación. Para controlar esta erosión pueden emplearse mulches y estabilizadores del suelo, cortavientos,
etcétera.
TABLA 15.IV. ESTRATEGIAS DEL MOVIMIENTO DEL SUELO FRENTE A LA CALIDAD DE LA RESTAURACION
ESTRATEGIAS A TENER EN
CUENTA EN EL MOVIMIENTO
DEL SUELO
-
CALIDAD DE LA RESTAURACION
t
Terrenos
agrícolas
cultivables de
alta calidad
Pastizales
agrícolas de
alta calidad
'pastoreo
agrícola
extensivo
en laderas
No agrícola,
praderas o
dehesas
Retirada de la tierra vegetal
xx
xx
x
x
Retirada del subsuelo
xx
x
Almacenamiento mínimo
xx
xx
Manejo cuidadoso de la maquinaria
xx
xx
x
x
Cuidado con el grado de humedad del
suelo
xx
x
x
x
Ripado para superar la compactación
xx
xx
xx
x
X
Aconsejable.
Necesario.
No agrícola.
Silvestre
x
x
En el caso que vaya a procederse a la creación de
un escombrera de estériles o sea necesario proceder a la
remodelación de una ya existente ocupando un área mayor, debe retirarse también la tierra vegetal de la nueva superficie a ocupar de forma que pueda extenderse posteriormente sobre la escombrera.
miento de las plantas para suelos con diferentes texturas,
Normalmente, el crecimiento de las raíces está limitado
cuando la densidad del suelo llega a ser mayor de 1,s
gr¡cm3 en suelos de texturas finas (arcillas y limos).
suelos de textura gruesa (arenosos) las densidades
encima de 1,7 g/cm3 son las restrictivas.
Foto 15.2. Extendido de los suelos sobre el estéril de mina.
Foto 15.3. Compactación de los materiales superficiales por e/
paso de la maquinaria.
A-O
DE LOS WORUONTE1
DEL
TABLA 15.V. DENSIDADES DEL SUELO
LlMlTANTES Y DISPONIBILIDAD DE AGUA PARA
SUELOSDEDIFERENTESTEXTURAS
(Lyle, 1987)
SUELO
1
1
m
R
I DEL SUELO
Figura 15.3. Retirada de los horizontesdel suelo antes de la
creacibn de una esconbrera interior y posterior recubrimiento de
esta.
1
Franca arcillosa limosa
(56-75 % de arcilla)
Franca
Muy fina franco arenosa
Fina franco arenosa
Franco arenosa
Arenosa franca
Arena fina
Arena .
Arena gruesa
DENSIDAD
DEL SUELO
llMlTANTE
DISPONIBILIDAD
DEL AGUA
(&cm prdundidad
del sueb)
0,26
0,25
-0 22--. - - 0,20
0,17
0,12
0,lO
0,07
0,06
3. TRATAMIENTO DE LA COMPACTACION.
DESCOMPACTACION
. ..
- .- -.. . - - .- - . . .... .- - -
El laboreo o nianipulación a que es sometido un suelo
en su reconstrucción durante la preparación del terreno,
anteriormente descrita, puede ocasionar una excesiva
compactación del suelo, especialmente cuando los ma!eriales contienen altas cantidades de arcilla y limo, como
consecuencia del paso repetido de maquinaria sobre las
capas de tierra extendidas sobre el terreno ya remodelado.
Los suelos compactados experimentan un aumento de
su densidad, que restringe el crecimiento de las raíces y
reduce el movimiento del aire y agua dentro de ellos. En
la Tabla 15.V figura una lista, a modo de guía, que muestra
las densidades del suelo que son limitantes en el creci-
- - Elobjetivo de4a reconstrucción del suelo en la recuperación es crear horizontes que tengan una densidad equivalente a la que poseen capas similares en suelos no perturbados por las actividades mineras. Para ello, será necesario descompactar el terreno antes de píaceder a instaurar la vegetación, Fig. 15.4.
Las condiciones de humedad del suelo para llevar a
cabo la descompactación son similares a las exigidas para
los movimientos de los suelos, es decir se efectuara Sobre suelos no húmedos.
Existen tres maneras de descompactar el terreno, dependientes de la profundidad a la que se encuentren las
capas compactadas: escarificado, subsolado y ripado. Las
tres aumentan la capacidad de infiltración del agua a fin
L-
4.
Figura 15.4. Comparación entre un suelo no compactado y un
suelo compactado y sus efectos cuando se producen procesos
de heladas y deshielos.
de obtener una reserva capaz de sostener el crecimiento
de la vegetación, reducen la densidad del suelo y permiten una mayor penetración de la raíces, con lo que aumenta sustancialmente el crecimiento de las mismas, Tabla 15.VI.
TABLA 15.VI
OPERACION
Escarificado
Ripado y subsolado
PROFUNDIDAD
10-35 cm
35 cm-1 m
= 50 cm material con textura
arcillosa
= 75 cm material con textura
arenosa
ENMIENDAS O MEJORAS EDAFICAS
Si la cobertera no ha sido previamente retirada antes
de comenzar la actividad minera, o si las condiciones edáficas de la misma que ha de extenderse sobre las escombreras, no presenta los mínimos aceptables para que se
desarrolle la nueva vegetación, puede ser sustituida por
el subsuelo u otros materiales disponibles, que generalmente presentan una peor calidad, y añadir las enmiendas edáficas necesarias, encaminadas a mejorar las características físicas y químicas de los materiales que forman las escombreras y demás superficies a recuperar.
Esta operación resulta más recomendable que el traer
tierra vegetal de zonas alejadas del lugar a recuperar, debido a su alto coste.
La profundidad de la capa de cobertera dependerá del
estado de la superficie que vaya a cubrir, lo ideal son
30-40 cm y lo mínimo 15 cm, en función del uso que se
vaya a dar al terreno.
De igual modo, también resulta rentable utilizar, en lugar de tierra vegetal, material inorganico adecuado (residuos inorgánicos) que esté disponible en las proximidades, o lo que es lo mismo suero procedente de préstamos: caDas de estériles (siempre Y cuando no sean tóxicos), residuos inertes procedefitessdecanteras o de cualquier explotación (calizas, limos, etc) que pueden mejorar
las propiedades físicas del terreno a recuperar. Es así
como las escombreras de textura gruesa, arenosa o con
rocas, pueden ser acondicionadas añadiendo material fino
como limos o arcillas, ya que mejoran la capacidad de recarga de agua y nutrientes, la capacidad de cambio, y se
reducirá la lixiviación. Las escombreras de textura fina (arcilla) pueden mejorarse por la adición de material arenoso grueso. Normalmente, este tipo de material inorganico
necesita mejoras edáficas para suplir las deficiencias que
en materia orgánica y nutrientes suelen presentar.
Las enmiendas o mejoras edáficas pueden ser incorporadas (mezcladas) o permanecer en la superficie, dependiendo de sus propiedades y de la cantidad. Si el terreno
tiene una buena textura o si el sustrato es pedregoso o rocoso, entonces deberá permanecer en la superficie, en el
resto de los casos se incorporarán, lo cual supone una mayor efectividad y una mejora-en la profundidad del suelo.
Los criterios a tener en cuenta para determinar la clase
y cantidad de enmiendas a utilizar son, según Vogel:
- Disponibilidad
de nutrientes en las escombreras o
suelos.
- Requerimientos de las especies vegetales a instaurar.
El ripado descompacta el terreno a mayor profundidad
que el subsolado, volteando los horizontes del suelo. Sin
embargo, en el subsolado solo se remueven dichos horizonte&
Una buena infiltración del terreno no sólo depende de
la compactación de éste, sino también de la suficiente inclinación del terreno que permiia el movimiento vertical y
lateral del agua a través del mismo. Por esta razón, para
que tenga lugar una adecuada evacuación del agua, es
aconsejable que la superficie cuente con una pendiente
mínima del orden de 1:10 (5"-6")(Wilson, 1985). Aquéllos
lugares que no posean esta inclinación estarán mal drenados y el agua se acumulará, por lo que se puede proceder a crear lomas o pequeñas colinas de 30 a 40 m de
ancho por 1,5 a 2 m de alto
- Efecto de los feililizantes en las propiedades del suelo minero.
-
- Coste.
- Requerimientos para refertilizacion y disponibilidad de
agua.
- Uso a que vaya a destinarse la superficie a recuperar,
de manera que un uso agrícola tendrá mayores exigencias que un iiso forestal o de hábitat para la fauna.
Las actuaciones más inmediatas han de dirigirse a
proporcionar materia orgánica y elementos nutrientes.
ya que si se logra el desarrollo de una cubierta vegetal que pueda irse incorporando al ciclo edáfico, se comenzara lentamente a desarrollar un suelo cada vez
más evolucionado. Para ello, es aconsejable el empleo de diferentes enmiendas edáficas de gran importancia en la preparación del suelo, cuyas aportaciones
pueden efectuarse de dos maneras:
A) INDIRECTA. Aporte de materia orgánica, fertilización orgánica o enmiendas orgánicas (tierra
vegetal, turbas y abonos).
8) DIRECTA. Fertilizantes inorgánicos (complejos
minerales).
El resto de las actuaciones dependerán del tipo de mineral que se esté explotando y de la existencia o no de
problemas de acidezlalcalinidady toxicidad. Por tanto, las
actuaciones irán encaminadas a efectuar:
- Mejoras de acidez o alcalinidad.
- Mejoras de toxicidad.
4.1.
Fertilización
- Residuos procedentes del procesado de madera,
alta relación C/N, la corteza es bastante buena para
impartir textura a los suelos.
- Turba, es muy variable, pero básicamente hay dos tipos: la turba alta, llamada musgo de pantano perteneciente al Género Sphagnum, y la turba baja, formada
predominantemente por especies del Género Carez.
Este último tiene un alto contenido de nutrientes pero
menor capacidad de retención del agua y es más compacta. El musgo de pantano es miis esponjoso, no POsee alto contenido de nutrientes, aunque es excelente
para mejorar la capacidad de retención en suelos arenosos, y la permeabilidad de suelos pesados. La turba es limpia y fácil de manejar.
- También puede utilizarse el mulch (mulch de paja, de
heno) para suministrar materia orgánica y nutrientes,
fundamentalmente en aquéllas superficies con fuertes
pendientes que presenten inestabilidad y riesgo de
erosión.
4.1.2.
F ERTlLlZAClON DIRECTA. FERTILIZANTES
INORGANICOS
4.1 .l.FERTlLlZAClON INDIRECTA. FERTlLlZAClON
ORGANICA O ENMIENDAS ORGANICAS
La materia orgánica supone una excelente ayuda y tiene efectos importantes en las caracteristicas físicas y químicas de las escombreras o superficies a recuperar.
La materia orgánica contiene nutrientes, mejora la capacidad de retención de agua y la capacidad de cambio
(en suelos ligeramente arenosos o pedregosos), mejora
la aireación y drenaje (en suelos pesados), mejora la estabilidad superficial, penetración del agua por alteración
de la estructura, disminuye la escorrentía superficial y mejora la germinación y la emergencia de la siembra.
La materia orgánica puede ser proporcionada por una
amplia variedad de fuentes apropiadas, además de la suministrada por la tierra vegetal. La elección dependerá
principalmente de lo que se disponga en cantidades suficientes en las proximidades. Deberá ser incorporada en
la superficie a recuperar a una profundidad de 15 cm o
más.
Algunas de estas fuentes de materia orgánica son:
- Abono procedente de granjas: tiende a ser variable y
puede tener alta relación C/N. Normalmente contiene
gérmenes nocivos, como ocurre con el abono del cerdo que puede presentar altos niveles de cobre, o con
el de pollo que puede llevar amonio. Es posible que causen'contaminación, por lo que se requiere un estudio
minucioso antes de su aplicación.
- Residuos de los hongos, buena calidad y con alto
contenido en cal.
- Residuos domésticos, es una excelente fuente de
materia orgánica y de algunos nutrientes (N, P). Pueden contener apreciables cantidades de elementos de
metales pesados (Zn, Cu, Ni) y de gérmenes nocivos.
Es necesario someterlo a análisis antes de aplicarlo.
Su utilización en invierno deberá evitarse ya que el N
es probable que pase a nitrato en el suelo y puede ser
liberado por lixiviación.
Los fertilizantes inorgánicos constituyen una manera fácil y barata de suministrar los nutrientes. Son un componente esencial para que la restauración tenga éxito, aunque es aconsejable su empleo junto con el aporte de materia orgánica ya que de esta manera aumenta la capacidad de retención de nutrientes y estimula el ciclo de
nutrientes.
El nitrógeno es uno de los elementos nutritivos fundamentales para el desarrollo de la vegetación. Los fertilizantes nitrogenados deben añadirse más a menudo que
cualquier otro fertilizante que contenga otros nutrientes, y
de manera que la planta pueda disponer de nitrógeno a
lo largo de todo su ciclo vegetativo. Al comienzo de la
siembra sería conveniente añadir nitratos (NO,) (fácilmente lixiviables si la planta no los asimila rápidamente), para
posteriormente ir añadiendo urea (CO(NH,),), nitrato amónico (NH,NO,) u otras formas de nitrógeno que contenga
a éste en forma de catión amonio, de asimilación más lenta y que, por lo tanto, se pierde menos por percolación.
En la Tabla 15.Vll figuran algunos ejemplos de fertilizantes nitrogenados.
El nitrógeno también puede ser proporcionado a traves
de la siembra de leguminosas, que favorecen la presencia de nitrógeno en el suelo al tener la.propiedad de fijar ,
nitrdgeno atmosférico en los nódulos de sus raíces, donde se alojan las bacterias pertenecientes al género Rhizobium (fig. 15.5). Estos microorganismos son esenciales en el establecimiento de la vegetación en tierras afectadas por las labores mineras.
Sin embargo, es interesante destacar, que ha sido comprobado el hecho de que las legxninosas pueder?reducir
la cantidad total del nitrógeno del suelo si dicha cantidad
era alta antes del crecimiento de esas especies. Bajo estas circunstancias parece razonable añadir la n;enor cantidad de fertilizantes nitrogenados que sea posible mientras se desarrollan las leguminosas.
Cada especie de leguminosas se asocia con una especie determinada de Rhizobium con el fin de producir la
máxima cantidad de nitrógeno útil (ver Tabla 15,Vlll). La
bacteria que necesita la leguminosa sembrada en un de-
TABLA 15.~11. EJEMPLOS DE FERTILIZANTES NITROGENADOS
(Johnson and Bradshaw, 1982 y Lyle, 1987)
DESCRIPCION
PRODUCTO
Nitrato amóni- Contiene = 34 % N. A menudo se utiliza en fertilizantes compuestos. Debe
co
almacenarse con cuidado, ya que
coge humedad del aire y puede llegar
a apelmazarse.
Urea
Contiene 46 % N, altamente soluble. No
se mezcla con superfosfato.
S u l f a t o d e Contiene = 21 % N. Buena calidad de
mantenimiento. Mezcla bien con suamonio
perfosfato.
Cloruro amó- Contiene 26 % N.
nico
bacteria antes de la siembra. Estas bacterias están disponibles comercialmente y pueden ser adquiridas por la misma empresa que vende las semillas de leguminosas.
Las semillas de leguminosas se inoculan mojándolas ligeramente con agua, jarabe, latex, u otro adhesivo. Deben ser humedecidas lo suficiente como para permitir que
la bacteria se fije a las semillas, pero no tanto que las semillas se lleguen a pegar entre si.
El inóculo, que contiene la bacteria, se esparce sobre
las semillas húmedas para que se mezclen. La inoculación debe hacerse antes de que las semillas se siembren
o al mismo tiempo. Esto es mejor ya que la bacteria si no
puede morir por desecación o por altas temperaturas.
Para retener la humedad del suelo y bajar la temperatura superficial se puede aplicar un mulch.
Cuando el pH es mayor de 5 puede ser fijado más cantidad de nitrógeno.
Mediante la sembradora o la siembra a voleo la semilla
de leguminosa debe mezclarse con la bacteria y un pequeña cantidad de agua que las envuelva:
- Para 25 Kg de semilla hay que añadir:
2 litros de agua si la semilla es pequeña ó 114 litro
Nitrato de so- Contiene 16 % N, la base de sodio condio
serva la cal. Se usa como abono aplicado a la superficie.
Amoniaco
Contiene = 82 % N. Debe ser aplicado
al menos a 10 cm de profundidad para
evitar la pérdida por volatización.
terminado suelo puede estar ya presente en el suelo. Sin
embargo, es más seguro inocular la semilla con la propia
si la semilla es más grande.
100 g de bacteria.
Si se hidrosiembra, el inoculo puede añadirse directamente a la suspensión semilla-agua, a razón de 100 g por
4.500 litros o 100 g por 114 - 116 ha.
Si las raices de las leguminosas no tienen bacterias fijadoras de nitrogeno, las raíces obtienen el nitrógeno del
suelo, de igual modo a como lo hacen las plantas no
leguminosas.
N FIJADO POR
PROCESOS
ATMOSFERICOS
.
.
POR
----
N
--e
0
CAPTACION POR
L A S RAICES
MICROORGANISMOS
DEL SUELO
P E N MINERALESDEL SUELO-
-
Figura 15.5.
-
A
P
-yg~~E~N
w A s POR.AGUA DE
N t P E N RIOS,
LAGOS Y OCEAPlOS
ORENAJC
Ciclo de los nulr~enlesen el ecosistema pldilta/silelo (Biadshaw y Chadwick. 1980 )
De forma similar a lo que ocurre con el Rhizobium sucede con las micorrizas. Estas son asociaciones simbióticas que surgen bajo condiciones naturales entre algunos
hongos y las raíces de especies vegetales, favoreciendo
la absorción de nutrientes.
EI fósforo no presenta pérdidas por lixiviación
ocurre con el nitrbgeno y con el potasio, de manera que
la mayor parte del fósforo que no ha sido absorbido por
las plantas (70 a 90 %) forma compuestos insolubles de
hierro o aluminio en suelos ácidos, y en suelos básicos
da lugar a compuestos insolubles de fosfato de calcio.
Esto significa que grandes cantidades de fosforo pueden
acumularse en un suelo que es repetidamente fertilizado
con fósforo. Por tanto, cuando estas acumulaciones
ocurren no debería añadirse más fertilizantes de fósforo.
En la Tabla 15.IX se observan algunos de los fertilizantes de fósforo que se utilizan normalmente en la recuperación. El más insoluble de todos es la roca fosfática y el
más frecuente de utilización el superfosfato.
El potasio es el tercer elemento importante en el suelo
para el crecimiento de las plantas. Al igual que el fósforo,
la mayor parte del potasio está en forma poco di~ponible
para las plantas, aunque con el tiempo llega a estar disponible mediante un proceso muy lento.
Hay varias fuentes de fertilizantes de potasio, alguna de
estas fuentes son las indicadas en la Tabla X:
TABLA 15.Vlll. ESPECIFICIDAD ENTRE LOS
DISTINTOS TIPOS DE LEGUMINOSAS Y LAS
DIFERENTES CLASES DE BACTERIAS RHlZOBlUM
(Lyle, 1987)
LEGUMINOSA
(Nombre genérico)
BACTERIA
( ~ o m b r ecientífico)
R. meliloti
R. meliloti
R. meliloti
R. trifolii
R. leguminosarum
R. leguminosarum
R. leguminosarum
R. leguminosarum
R. phaseoli
R. lupini
R. lupini
R. japonicum
R. japonicum
R. japonicum
Medicago
Melilotus
Trigonella
Trifolium
Pisum
Vicia
Lathyrus
Lens
Phaseolus
Lupinus
Ornithopus
Glycine
Arachis
Phaseolus
TABLA 15.X.
EJEMPLOS DE FERTILIZANTES DE
POTASIO
(Lyle, 1987)
FERTILIZANTE
K20(%)
60
Cloruro potásico
Sulfato potásico
Sulfato de magnesio potásico
Nitrato potásico
Carbonato potásico
En cuanto el fósforo cabe decir que la cantidad del mismo disponible en el suelo es a menudo baja. Tiende a estar más disponible en suelos que tienen un pH de 6.
50
22
44
57
TABLA 15.IX. EJEMPLOS DE FERTILIZANTES DE FOSFORO
(Williamson et al., 1982, y Lyle, 1987)
FERTILIZANTES
- Mineral o roca fosfática (aplicado generalmente a largo
plazo. Actúa más rápidamente en suelos ácidos y en sitios húmedos)
- Supetíosfato normal (actúa rápidamente en suelos con
pH cercano al neutro)
12-18
27-28
/
18-20
1
9
Muy baja O
1
Soluble 85
I
I
44-47
19
85
- Fosfato de amonio (monobásico)
48
21
92
- Fosfato de amonio (dibásico)
46
18
190
K s u p e t í o s f a t o triple
1 - ~ c i á ofosfórico
1
54
1
32
1
1O0
1I
I
I
En la práctica, cuando se utilizan 2 Ó 3 elementos nutritivos (N, P, K) se utilizan los denominados abonos complejos o abonos NPK (15-15-15 6 18-18-18) que son mezclac de fertilizantes que contienen varios de dichos elementos en las proporciones necesarias.
dispone de ella de cualquier otro compuesto orgánico que
suministre materia orgánica y nutrientes. Tambikn se
aconseja añadir fetilizantes.
El método más común para mejorar la acidez de 10s
suelos mineros y elevar el pH hasta la neutralidad es mediante la enmienda caliza o encalado. Los materiales más
comunes son: cal viva (CaO), carbonato cálcico (C03Ca),
dolomías (carbonato cálcico-magnésico, muy utilizado
cuando hay deficiencias en magnesio en la solución del
suelo), e incluso restos de escombros o productos de
construcción, siempre y cuando el transporte desde zonas distantes no la encarezcan demasiado. La enmienda
caliza debería ser incorporada a 15 cm de profundidad y
antes de que se proceda a extender la tierra vegetal o abonos, etc.
En la Tabla 15.Xll se puede observar los requerimientos de caliza para cada diferente textura y pH del suelo.
Hay que añadir, que aparte de corregir los valores bajos de pH, la cal también actúa de la siguiente forma:
TABLA 15.XI. COMPUESTOS NPK
(Coppin and Bradshaw, 1982)
COMPUESTOS
NPK
COMPoS'CioN
OBSERVACIONES
N
Pgs K g
17-17-17 17 17
20-10-10 20 10
(alto N)
10-25-15 10 25
4.2.
17 Adecuados para la mayor
10 parte de los usos. La mayoría son solubles, rápida
15 liberación.
- Añade calcio al suelo.
Enmiendas para corregir la acidez o alcalinidad
del suelo
- Favorece la descomposición rápida de la materia or.
gánica y aumenta el N.
- h m e n t a la eficacia de 10s fertilizantes.
- Aumenta la disponibilidad de nutrientes.
Disminuye la toxicidad del aluminio y del hierro.
Los suelos ácidos causan problemas a la vegetación, liberan metales tóxicos, como aluminio, manganeso, cobre,
plomo y zinc; metales pesados como selenio, cromo, nique1 y cadmio, y producen una disminución en la disponibilidad de fósforo.
En minería, el problema de la acidez puede presentarse en las escombreras procedentes de explotaciones de
carbón, graveras, areneros y de rocas ácidas constituidas
por rocas arcillosas sedimentarias, granitos, cuarcitas, etc.
En general, presentan una baja capacidad de retención
de agua, deficiencias en elementos nutrientes y materia
orgánica, y baja proporción de elementos finos. Es conveniente, por tanto, el aporte de tierra vegetal, y si no se
TABLA 15.Xll.
PH
SUELO
4
4,2
4,4
4,6
4,8
5
52
5,4
5,6
5-8
FRANCO LIMOSA,
FRANCO
ARCILLOSA,
ARENOSA, FRANCA
FRANCO ARENOSA
- - -- -
55
6
5,5
6
3,7
32
2,7
22
1,7
12
08
03
5
4,5
4
3,5
3
2-5
2
15
1
0,s
4,5
42
3,4
2,7
2,1
1,5
1
0,4
6
3,5
4,9
42
35
3
2,5
1,9
12
0,6
-
En cuanto a la alcalinidad del suelo (pH> 7) cabe decir
que incluso las escombreras más básicas, como son las
pertenecientes a las canteras de caliza, no suelen presentar pH mayores de 8. Si por cualquier motivo alcanzan niveles superiores por la composición en materiales muy
calcareos, será conveniente cubrir el material con materia
orgánica o suelo natural.
REQUERIMIENTOS DE CALIZA (tiha) EN DIFERENTES TEXTURAS DEL SUELO PARA ELEVAR
ELpHA5Y6
(Coppin and Bradshaw, 1982)
ARENOSA,
ARENOSA FRANCA
-
- Mejora las condiciones físicas del suelo.
-
-
FRANCO
ARCILLOSA
FRANCO
ARCILLOSA
L!MOSA,
ARCILLOSA
-
ALTO CONTENIDO
EN MATERIA
ORGANICA
55
6
5,5
6
5,5
6
61
52
4,3
3,6
23
2
12
0,4
8,1
72
65
5,6
4-9
4,1
32
2,5
1,6
0,9
73
6,s
5,5
4,5
3,5
23
1,5
0,5
1O
9
8
83
7,7
6,s
5,4
4,1
3
1,7
0,6
11,9
10,7
93
8,4
7,1
6
4-7
3,6
2,4
12
-
-
-
7
6
5
4
3
2
1
-
-
Mejora de la toxicidad
4.3.
Los problemas de toxicidad que pueden presentar las
escombreras y los residuos de plantas de tratamiento, debido principalmente a la existencia de metales pesados
(Cu, Pb, Ni, Zn, Hg, etc,) u otro tipo de metales (Al, Mn),
pueden solucionarse mediante el aporte de materia orgánica, fundamentalmente, así como de caliza y fosfatos.
La materia orgánica tiene la capacidad de formar quelatos metálicos estables y de eliminar de esta forma la toxicidad hasta la mineralizaci6n de la materia orgánica. La
-¡nación a largo plazo de la toxicidad se conseguirá me~nstituciónde una cubierta vegetal estable que
e forma sostenida una capa de materia orgánica
c adora.
sfato y la caliza elevan el pH, lo cual produce una
:ión en la solubilidad de los metales, pero en el caso
iuminio y del zinc la solubilización puede producirse
imbos extremos de la escala de pH.
-a salinidad constituye otro tipo de toxicidad cuyos efec;suelen ser letales para la mayoría de las especies, por
J que será necesario:
"
- Mejorar el drenaje de los materiales de la escombrera
adecuando la estructura y la textura.
- Añadir una superficie de mulch para controlar la fluctuación de temperatura en la superficie.
- Regar los residuos que tienen adecuadas filtraciones
del agua, de manera que los suelos sean lavados a horizontes inferiores.
- Dar tiempo a los procesos atmosféricos naturales y
lixiviaciones, en climas húmedos.
El uso de plantas resistentes puede ser una forma de
conseguir el establecimiento de la vegetación en lugares
con problemas de toxicidad, sobre todo en los casos de
salinidad.
5. TRATAMIENTOS ESPECIALES DE LOS
TALUDESENLAPREPARACIONDEL
TERRENO
La topografía final que presenta la superficie después
de haberse efectuado la explotación minera influirá en
gran manera en el Axito del establecimiento de la vegetación. Dicha topografía debe cumplir dos objetivos principales que son el integrarse armoniosamente en el paisaje
natural circundante y el facilitar el drenaje natural del agua
superficial.
Se puede hacer una distinción entre dos tipos de topografía que van a determinar el tratamiento a seguir en cada
caso, para preparar un sustrato capaz de soportar la
revegetación:
Como anteriormente se ha dicho, para una correcta
evacuación del agua la pendiente ha de ser superior a
1:10 (5"-6"), cuando ésta sea inferior será aconsejable
crear lomas o pequeñas colinas con esta inclinación.
En este tipo de topografía las labores de preparación
del terreno consistirán en las enunciadas anteriormente:
eliminación de elementos gruesos más destacables, refino o escarificado del terreno, cuando este lo necesite y según el tipo de suelo, hasta obtener una superficie fina y
nivelada e incorporación de las enmiendas edáficas que
sean necesarias.
El acceso de la maquinaria a estas topografías no presenta dificultad.
5.2.
Taludes escarpados o con fuertes pendientes
Muchas de las escombreras resultantes de la minería y
terraplenes de caminos de acceso y, por supuesto, 10s
propios frentes de explotación, presentan taludes superiores a 20°, que van a dificultar los trabajos de adecuación
del terreno para acoger una determinada vegetación.
En este tipo de taludes puede ser necesario adoptar
medidas estructurales de corrección o de protección del
talud (antes de proceder a la descompactación, o al aporte de materia orgánica, etc.) para vencer los problemas
de erosión o inestabilidad que, normalmente, presentan y
que hacen técnicamente inviable la implantación de la
vegetación.
Estas medidas, en muchos casos, pueden agruparse y
resumirse en tres grandes grupos:
- Remodelación.
- Drenajes.
- Protección superficial.
5.2.1. REMODELACION
Supone fundamentalmente el movimiento de tierras
para reducir el grado de pendiente y conseguir superficies
más tendidas que favorezcan posibles tratamientos posteriores. Se !rata de medidas costosas y en muchas ocasiones de difícil ejecución por el necesario empleo de maquinaria pesada y el difícil acceso que, frecuentemente,
- Areas llanas y taludes suaves.
- Taludes de fuertes pendientes.
5.1.
Areas Ilanas y taludes suaves
Aquí están comprendidas todas las superficies llanas y
aquellas que poseen pendientes inferiores a 20".
Folo 15.4. Reducción del ángulo de talud en una escombrera
presentan las zonas a remodelar. Algunas de estas medidas, efectuadas en depósitos de estériles o en taludes
excavados en materiales blandos, se concretan en:
- Reducir el ángulo del talud. Foto 15.4.
- Construir diferentes ángulos de pendiente. Este método puede utilizarse cuando hay dos tipos diferentes de
mderiales, por ejemplo la capa de arriba es más consistente que la de abajo.
- Aterrazado o abancalamiento. Reduce la superficie de
erosión, ya que controla la escorrentía superficial, por
disminución de la velocidad de las aguas, lográndose
una mayor retención de humedad por parte del suelo.
Sin embargo, la construcción de terrazas presenta inconvenientes estéticos que pueden paliarse adoptan-
do un procedimiento mediante el cual la zanja o terraza, de reducidas dimensiones, se rellena con tierra vegetal. Dentro de la misma se procede a enterrar un
haz de varillas, de forma que sobresalgan los ápices
terminales. En la Fig. 15.7 pueden verse tres técnicas
de aterrazado basadas en el procedimiento anteriormente descrito. El haz de varillas puede fijarse al talud mediante una estaquilla, que contribuye también a
retener la tierra vegetal de relleno.
En el caso de taludes y bermas en roca compacta, el
modelado se reduce al arranque parcial del material, con
medios mecánicos o con perforación y voladura, tal como
se ha indicado anteriormente en el Capitulo 12. Los fragmentos de roca arrancados de los frentes se suelen dejar
sobre las bermas, pasando a constituir el sustrato sobre
el que se realizan las labores posteriores de implantación
directa de la vegetación o extendido de los suelos fértiles.
En ocasiones, sobre las bermas se efectúan voladuras
puntuales con el objerivo doble de abrir los hoyos necesarios para la plantación y aumentar la fracturación de las
rocas para facilitar e! dezarrollo radicular de las especies
vegetales.
MATERIALES MAS
CONSISTENTES
L
,
/'
- - - -- - - - - - - - - ---.- ------ - --- - .
MATERIALES MAS
OEBILES
-
F~gura15.7. Técnicas de aferrazado (Hackett, 1972).
i
'
RESISTENTES
MATERIALES MAS
RESISTENTES
Figura 15.6. Algunos ejemplos de remodelación (adaptado de
Hackett, 1972).
5.2.2. ESTABILIZACION DE TALUDES. DRENAJES
Los deslizamientos y la inestabilidad general de un talud tienen lugar por un aumento en el contenido de agua
cn los materiales cohesivos del suelo, que producen un
debilitamiento y un mayor esfuerzo cortante.
Las propiedades resistentes de los materiales pueden
ser mejoradas mediante una reducción de su contenido
en humedad.
Estas mejoras se pueden llevar a cabo de dos formas:
- Eliminación o extracción del agua del interior del talud.
- Interceptacióndel agua superficial antes de que llegue
al talud.
B. Interceptación del agua superficial para que no
invada el talud
Esto no sólo reduce la acumulación-deagua en el -interior del talud, sino que también reduce el peligro de erasión causado por el discurrir del agua pendiente abajo de
la superficie del talud.
- -
-
A. Extracción del agua del interior del talud
Al.
61. Instalación de canales o cunetas de guarda en
la parte superior del talud
Pinchado o drenaje del talud.
Para evitar los problemas que pudiera producir el agua
infiltrada, se necesita en muchos casos adoptar sistemas
de drenaje profundo que se encarguen de recoger la mayor cantidad posible del agua que no escurre superficialmente. El método consiste en <<pinchar,,el talud con una
tubería porosa que puede ser de distintos materiales: fibrocemento poroso, de plástico con taladros, etc.
Es conveniente complementar estos sistemas con la
construcción de unas bajantes superficiales que conduzcan el agua drenada hasta el desagüe principal.
A2.
Contrafuertes de drenaje
Son extensivamente usados como remedio contra los
deslizamientos producidos por un exceso de humedad.
Sirven además como colectores del agua infiltrada o
superficial.
Su gran peso distribuido arriba y abajo del talud y normal a las líneas de nivel reduce la posibilidad de deslizamientos rotacionales, siendo especialmente recomendados para los taludes más inestables. Además de la función de drenaje que realizan, su construcción en masa da
soporte físico al conjunto, Fig. 15.8.
Recogen y desvian el agua de escorrentia e impiden
que discurra por el talud.
La cuneta o canal de desagüe deberá diseñarse con un
gradiente adecuado y una sección transversal lo suficientemente grande como para transportar el agua de escorrentía a velocidades no erosivas.
La recogida de los caudales drenados, al igual que en
el caso del <<pinchado,$
del talud, se puede hacer por medio de bajantes superficiales o enterradas.
Las primeras, en forma de cascada pueden construirse
con piezas prefabricadas de hormigón u otro tipo de materiales más rústicos como tejas, lajas de pizarra, etc., que
conduzcan el agua hasta una cuneta o colector general.
En la zona inmediata a la cuneta y situada entre ésta y
el talud, deberá crearse, cuando sea posible, una pequeña contrapendiente recubierta con plantas que eviten la
erosión, Fig. 15.9.
M E T A DE PIE
-&'
Figura 15.9. Cuneta de guarda en la cabeza de un talud.
v
.
.
.
.
.
.. .- ..
.
- .. .
-
.
Figura 15.8. Contrafuertes de drenaje (Hackett, 1972).
El surco o zanja está escalonado y corre en ángulo recto respecto a la longitud del talud, extendiéndose más allá
del plano de deslizamiento (ver Fig. 15.8). Para el caso de
taludes 1 :2,5 los escalones o bancos podrían ser de 2,3
m y la altura de cada uno de ellos de 1 m.
Los problemas de erosión y excesiva sedimentación en
el cauce de la zanja, pueden solucionarse reforzando el
lecho y los laterales, bien sembrándolos m herbáceas o revistiéndolos de piedra y ladrillo para formar un-desagüe
..
convencionaL
Si la cuneta resultase demasiado inclinada podrían
construirse represas, o efectuar plantaciones con especies adecuadas que contribuyan a hacer más lento el flujo intermitente de las aguas de avenida (Orive, 1986).
Según las características de la ladera podría excavarse
más de una cuneta, Fig. 15.10. De esta manera la primera
serviría no s5lo de desague, sino además como freno de
los materiales de aporte de la ladera.
82. Drenajes auxiliares
Tienen como misión, recoger el exceso de agua superficial que pueda encontrarse en el talud. No disminuyen el
contenido de humedad de los materiales del suelo.
. .
CUNETA DE PIE
/
como una visión perspectiva de una sección de talud ya
tratado.
Los diseños de estos sistemas varían segun las necesidades.
- Drenaje uniforme. Se utiliza cuando las necesidades
CLAVADO DE LA
ESTAQUILLA EN
EL TERRENO
de drenaje son uniformes en todo el área.
- Drenaje irregular. Se emplea cuando porciones irregulares de una superficie requieren drenaje.
APERTURA DEL SURCO
a
22e.L
suaco :
=K
83. Bajantes, bordillos y cunetas al pie de talud
COLCKACION OEL HAZ EN EL WRCO
Pueden complementar las medidas anteriores.
5.2.3.
ATRAVESAR EL HAZ CON U M ESTACA OUE
PROTECCION SUPERFICIAL
SE INTRODVCIRA E N EL SUELO
A. Estaquillado
Método de aplicación en taludes de inclinación pronunciada, destinado a estabilizar terrenos sueltos en lugares
sometidos a una fuerte erosión hídrica. Por la acción de
sujección que ejerce, contribuye a un mejor establecimiento de la cubierta vegetal a implantar por hidrosiembra o
plantación.
El método consiste en la colocación, en unos surcos
previamente excavados en el suelo, de unos haces compuestos por varas de sauce o chopo, que se sujetan al
terreno mediante unas estaquillas clavadas en el mismo.
La instalación del estaquillado se efectúa siempre en
sentido ascendente, es decir comenzando en la base de
la ladera y terminando en la parte superior. El procedi:
miento comienza introduciendo la estaquilla en el terreno,
en dirección perpendicular a la pendiente; por encima de
ella se abre un surco en donde se colocará el haz de varillas, que se fija al suelo mediante una estaquilla que Iú
atraviesa transversalmente. A continuación se cubre el
haz con tierra, que habrá de compactarse adecuadamer?te.
Las varillas habrán de colocarse alternativamen!e de
forma que la mitad de los ápices terminales figuren en
cada uno de los extremos del haz. Este ha de prepararse
como mucho dos días antes de su implantación en el talud, excepto si se mantiene en un lugar húmedo y templado donde podrá permanecer hasta siete días antes de su
instalación definitiva en el terreno.
En la Fig. 15.11 puede observarse un diagrama esquemático del proceso de instalación del estaquillado. así
CUBRIR E L HAZ CON TIERRA QUE OEBERA
WMPACTARSE ADEWAOAMENTE
...
Figura 15.11. Técnicas de estaquillado.
B. Muros y muretes de contención
Se utilizan para reducir la altura efectiva y el grado de
pendiente del talud.
Los posibles inconvenientes estéticos pueden paliarse
mediante disefios adecuados: utilización de materiales autóctono~,relleno de los huecos existentes con tierra vegetal y plantación en ellos de herbáceas, ramillas de sauce, etc. Sin olvidarse de los drenajes adecuados.
P R E F A I R I W W TIPO-UBLA"
PREFABRICbDO TIPO "cMAP~OL"
MURO DL n O R M l o O l
Figura 15.1 2. Detalle de muros de contención y diques de consolidación
C. Diques de consolidación
Se suelen utilizar en las zonas donde el arrastre de particulas producido por el agua de escorrentia da lugar a regueros o cárcavas que poco a poco pueden producir importantes problemas de desestabilización o desprendimiento.
- Bloques huecos de hormigón:
Implica el uso de unos bloques prefabricadosque, una
vez depositados sobre el talud, se rellenan co? tierra
para ser posteriormente sembrados o plantados.
Es una medida muy. cara, limitada a pendientes muy
fuertes y para lugares cercanos a centros urbanos. En
la Fig. 15.13 se pueden observar algunos diseños.
- Gaviones metálicos:
En los lugares de mayor dificultad donde la erosión es
más pronunciada, se pueden colocar gaviones metálicos de mayor o menor consistencia y superficie.
Hay que resaltar la gran capacidad de drenaje de los
gaviones.
- Enrejado metálico galvanizado (mallas
metálicas
. .. . .
..
de protección):
Utiles en zonas en que los afloramientos rocosos ocupan una superficie amplia del talud con una pendiente
superior a 45". El efecto estético negativo que provoca la malla deberá ser mitigado, siempre que sea posible, mediante hidrosiembra y plantaciones en pie de
taludes, bermas, etc.
- Entramado de mimbre y matorral:
Este método de estabilización consiste en el uso de
entramados de mimbres y matorral sobre los que se
deposita una capa de tierra vegetal, recubriéndose el
conlunto con una malla de alambre. Se necesita mano
de obra especializada.
Foto
,
5,5,
de un
bricado.
de mimbre pela-
,
4
SENTIDO ASCENDENTE OEL TALUO
+ 15 cm
Figura 15.13. Diseños de bloques huecos de hormigón. (Hackett, 1972).
6. ESQUEMA SOBRE LA PREPARACION DEL
TERRENO EN DISTINTOS TIPOS DE
EXPLOTACIONES MINERAS
TABLA 15.Xlll. TRATAMIENTO ESTANDAR
l. Taludes menores de 5"
En las siguientes tablas se puede observar un resumen de las técnicas de preparación del terreno a recuperar, atendiendo al tipo de minería efectuada y a la textura
del sustrato, según Wilson, 1985:
Formar lomas o colinas (30 m x 1,5 m) con los residuos de las minas y añadir tierra vegetal si es posible.
Tabla 15.Xlll.
fiipar a 75 cm para
descompaclar si es
necesario
Refleja el tratamiento estándar en la preparación del terreno, diferenciando entdistintos tipos de pendiente y materiales.
Aplicable, prácticamente, a todos los tipos
de explotaciones: arcilla, caolín, graveras,
areneros, carbón.
I
c
Material arenoso
1
Hace referencia a la preparación del suelo en aquellos tipos de minería que generan lagunas o encharcamientos.
Tabla 15.XVI. Indica el tratamiento a llevar a cabo en las
explotaciones de metales no ferrosos, haciendo una distinción entre los residuos
tóxicos y no tóxicos que aqui se producen.
1
Ripar a 50 cm para
descompactar si es
necesario -
La plantaiófi
Se -situará en los puntos
más elevados del
terreno
Tabla 15.XlV. Refleja el tratamiento a seguir para el caso
de las canteras de roca dura.
Tabla 15.XV.
Franca a franwarci- llosa
4
Material de base per-
Material
+
imper-
meable
meable
I
l
+
Diseñar drenes abier-
f
Construir zanjas o canales longitudinalmente para mejorar la
liltracion
tos en las zanjas con
1Ve inclinación
Muy arcillosa
Drenar.
Perfilar drenes cada
30 m
II. Taludes de 6"-10"
IV. Taludes por encima de 20"
Estos lugares tienen suficiente pendiente para permitir
el movimiento del agua, no hay necesidad de construir
lomas.
- Ripar o subsolar cuesta abajo a 75 cm de profundidad
en suelos arenosos y francos, a 50 cm en suelos francoarcillosos y arcillosos.
- A continuación debería disponerse un sistema de drenes abiertos con 1" 6 2" de pendiente a 8 cm de profundidad y distanciados 20 m para taludes de 6"y 30
m para los de 10".
- Remodelar estos taludes donde sea posible con'el fin
de reducir la pendiente, incluyendo medidas estructurales si es que las necesitan.
- En suelos de arena gruesa, como las escombreras de
caolín, se plantará directamente sin efectuar el mo.
delado.
- El material necesario para cubrir el terreno procederá
de los residuos y estériles de la mina, o de material
de relleno importado.
III. Taludes entre 10" y 20"
- En estos sitios deberán hacerse bermas cada 20 m
-
Alto riesgo de erosión y difíciles de trabajar:
para reducir el riesgo de erosión, con la anchura
aproximada de un tractor, y ligeramente en pendiente
hacia el interior de la ladera.
Ripar o subsolar (reduce riesgo de erosión) a:
- para drenar la zona encharcada hay que proceder a
la ruptura del muro de retención del agua embalsada,
o bien destinar estas lagunas a la conservación de la
naturaleza.
- Las nuevas lagunas deberían ser diseñadas de forma
75 cm en suelos arenosos y francos.
50 cm en suelos francoarcillosos y arcillosos.
que permitieran la eliminación de las aguas embalsadas.
TABLA 15.XlV. CANTERAS DE ROCA DURA
(Rocas ígneas, granitos, areniscas, cuarcitas, calizas)
Principalmente material grueso no fragmentable
/
No han sido almacenados
los estériles
Principalmente material fino y fragmentable
~ccesiblea la
maquinaria
Ha sido almacenada la
tierra vegetal y los estériles
Presionar y fragmentar con
las rejillas
1
Crear hoyos para planta-.
ción con tierra vegetal o
material de préstamo
-
-
- - -
inaccesible
a la maquinaria
4
1------'
Plantar donde sea posible
-
Crear hoyos para plantar con estériles de las
minas y tierra vegetal, o
esperar a que la roca se
haya meteorizado lo suficiente
Extender la tierra vegetal,
los finos, la pioducción de
estériles y rellenar para formar pendientes como mínimo de 5" o lomas
Descompactar donde sea
necesario como se indica
en la Tabla Xlll
..
TABLA 15.XV.
LAGUNAS Y BALSAS DE DECANTACION PROCEDENTES DE LOS LAVADEROS EXISTENTES
EN ALGUNOS TIPOS DE EXPLOTACIONES MINERAS
(Caolín, graveras, metales no ferrosos)
-
-
.
. . . . .-
Condiciones para la restauración:
HUMEDAS
SECAS
~om~actado
Drenar mediante la
eliminación de las
aguas embalsadas
Drenaje libre
Construir lomas. Ripar, subsolar o escarificar
TABLA 15.XVI.
Plantar
METALES NO FERROSOS
- El tratamiento para los estériles no tóxicos es el mismo que el referido en la Tabla 15.Xlll.
- El tratamiento para los estériles tóxicos (poco probable que los soporten la vegetación) es el siguiente:
Estériles tóxicos
Toxicidad localizada
Toxicidad extensa
Eliminar u ocultar los esténles o escombreras afectadas
'
Cubrir (> 2 m) '
Referencia a
Tabla 15.Xlll
Cubrir ( > 2 m).
Construir lomas. Ripar o subsolar
Construir lomas. Cubrir (> 2 m). Ripar o
subsolar
,
1
Referencia a
Tabla 15.Xlll
Dejar la laguna con
un fin conservacionista
de la función que deberá realizar, de la naturaleza y características físicas del terreno, de los usos posteriores y
del rendimiento que se obtenga.
Los ejemplos de maquinaria que figuran a continuación
pretenden dar una idea sobre el tema, pero simplemente
a título orientativo. Tabla 15.XVll.
A. Maquinaria empleada en los movimientos del suelo, es decir en la carga y transporte de las diferentes
capas de suelo, así como en su extendido. También
se incluyen aquí la carga y transporte de materiales
estériles generados en la explotación minera.
Carga:
- Pala cargadora:
e De orugas (baja presión sobre el terreno, trac-
ción alta, más cara que las de ruedas, menor
capacidad de carga).
De ruedas (mayor presión sobre el terreno, son
las más utilizadas).
Si las pendientes son menores de 6"deberían formarse lomas
o colinas antes de aplicar la cubierta.
.-
- Excavadoras:
El uso de la tierra vegetal o de otro tipo de material, por
ejemplo procedente de estériles o residuos, es a menudo
esencial, pero hay que tener en cuenta que algunos materiales tóxicos pueden ser tratados con una proporción
de cal o de mineral de fosfa!o para reducir la solubilidad
de los iones de metal pesado.
- Rotopalas.
Hidráulicas.
De cables.
- Dragalinas.
- Mototraillas:
Remolcadas.
Autopropulsadas.
Transporte:
7. MAQUINARIA UTILIZADA EN LA
PREPARACION DEL TERRENO
- Volquetes, son los camiones extraviales. Cuanto
Hay que distinguir diferentes tipos de máquinas y accesorios a utilizar en la preparación del suelo, dependiendo
mayor es el tamaño, menores son los costes de
acarreo.
- Camiones convencionales.
-
..
- --
-
TABLA 15.XVII.
MAQUINARIA UTILIZADA EN LA PREPARACION DEL TERRENO
FUNCION A REALIZAR
TIPO DE MAQUINARIA
A. Movimientos del suelo:
Carga
Transporte
- Palas cargadoras: orugas, ruedas.
- Excavadoras: hidráulicas y de cables.
- Rotopalas.
- Dragalinas.
- Mototraillas: remolcadas, autopropulsadas.
- Volquetes.
- Camiones convencionales.
B. Descompactación:
Ripado
- Tractor de orugas:
Subsolado
Fragmenta a gran profundidad.
Voltea los horizontes.
- Subsolador:
Ripados menos profundos.
No voltea horizontes, remueve el suelo.
Escarificado
Labores complementarias
*
- Escarificador: tipo chisel, trabaja a menos profundidad que las anteriores. No hay volteo.
- Arado de discos: sí hay volteo.
- Gradas de púas.
- Cultivadores.
- Rastras.
- Equipos de despedregado.
- Gradas de discos, etc.
Figura 15.14. Manipulación de horizontes del suelo.
B. Maquinaria empleada en la descompactación del
. .
- -terreno.
La compactaci6n que tiene lugar en los niveles superiores, causada por la excesiva presión que ejerce el
paso de la maquinaria durante la actividad minera y
durante los trabajos de recuperación, es tratada mediante el uso de un determinado tipo de máquinas en
función de la profundidad a la que haya que descompactar los materiales y de la naturaleza del sustrato.
- Tractor de ripado.
Es un tractor de orugas de
determinada potencia, normalmente entre 300 y
400 HP, e incluso inferior.
La herramienta de trabajo (riper) consta de 3 ó
5 brazos o rejones separados 1-1,2 m que profundizan aproximadamente 0,8 m en el suelo. Es
-
en estos brazos donde va la vertedera que provoca el volteo de los horizontes. Fig. 15.13.
Uso: Se utiliza en aquellos sustratos que están
compactados a gran profundidad. Puede romper
rocas duras y competentes. Este ripado profundo
puede extraer materiales no deseables a la superficie y mezclarlos, por lo que no es adecuado
cuando sean muy ácidos y10 alcalinos, o cuando
la pendiente pueda producir el destizamiento de
masas inestables de tierras porque se saturen con
el agua filtrada.
- Subsolador o arado subsolador, tirado por un
tractor de orugas similar al anterior.
El subsolador también consta de brazos o rejo- - . .. nes pero sin vertederas.. . .. . . . . ..... .- - - - - - - - - - Uso: Trabaja a menos profundidad que el anterior; es adecuado en terrenos libres de piedras.
Lo normal es que alcance 30&0 cm de profundidad. No extrae materiales ni mezcla horizontes en
terrenos vírgenes. Debe evitarse el sulsolado en
capas arenosas o permeables en las que el nivel
freático puede descender rápidamente en époczs
de sequía.
- Escarificador o arado escarificador tipo chisel:
Uso: Es más ligero y trabaja a menos profundioad
que los subsoladores. No mezclan los materiales
superficiales, solo los remueven. Puede llegar a
30 cm de profundidad.
Muy utilizado en los trabajos de revegetación de
superficies alteradas por las actividades mineras.
TOLVA \
RASTRIUO
GIRATORD \
Foto 15.6. Subsolador,
Figura 15.16. Equipos para el despedregado.
Figura 15.15.
Brazo de ripado con vertedera.
En líneas generales, afecta al establecimiento de la cubierta vegetal, impide una filtración adecuada del agua y
también dificulta el paso de la maquinaria necesaria para
llevar a cabo los trabajos de preparación del terreno.
A este respecto, existe un tipo de maquinaria especifica para el despedregado de los terrenos, Fig. 15.16. Su
uso resulta adecuado en superficies secas, (arias o con
ligera inclinación donde las piedras están en la superficie
o a escasa profundidad.
- Arado de disco:
Uso: Rompe la costra yperficial y también se utiliza para incorporar la caliza y mezclar un estabilizador de la cubierta vegetal en el suelo.
El terreno preparado por este tipo de máquinas
es más sensible a la erosión que el preparado con
el anterior.
Se emplea fundamentalmente en terrenos secos
y duros, pesados, con gran contenido de piedras
y raíces.
Produce volteo en el suelo.
Hay otro tipo de equipos que se utilizan en labores complementarias y auxilares como son: rompec terrones, alisar el suelo, cerrar bolsas de aire, etc. Estas unidades son:
- Gradas de puas.
- Cultivadores.
- Gradas de discos.
- Rastras, etc.
C. Maquinaria empleada en el despedregado del
terreno:
La pedregosidad, referida a la proporción relativa de
piedras gruesas (el límite puede fijarse en unos 25 cm de
diametro) que se encuentran dentro o en la superficie del
suelo, tiene una gran influencia en el uso del suelo, puesto que puede suponer un impedimento en el desarrollo
normal de las actuaciones a realizar en el mismo.
- BRADSHAW, A. D.: ~Ecologicalprincipies and land reclarnation practice-. Landscape Planning, 1984.
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- HACKETT. B.: ~Landscapedevelopment of steep slopeSn.
Oriel Press Ltd. Newcastle Upon Tyne, England, 1972.
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sobre la prtíctica de las estimaciones de impactos ambientales. Ctítedra de Planificación y Proyectos. ETSI de Montes,
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- WILSON, K.: <.Aguide to the reclamation of mineral workings
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-
,
- .
'
Capítulo 16
SELECCION DE ESPECIES VEGETALES
- ¿Se facilitará y preparará el medio para el desarrollo
de la vegetación?, o
La mayoría de las publicaciones que tratan sobre la recuperación de los terrenos o zonas degradadas dedican
un capítulo, al menos, a la selección de plantas o especies vegetales, y en casi todas están situados por el final,
como en este, una vez que se conoce la actuación minera, las alteraciones ambientales que pueden producirse y
las posibilidades de recuperación y objetivos fijados para
esa recuperación.
Se considera un capítulo obligado y se presupone que
en la buena selección de las especies vegetales está la
clave del éxito de la restauración. Es el momento de apuntar que no siempre en las especies vegetales está dicha
clave, como queda claro en la lectura de este manual; incluso si toda la integración ecológico-paisajística se centrara en las plantas su importancia real dentro del conjunto de tareas básicas, más o menos secuenciales en el espacio y en el tiempo, se circunscribiría a una selección,
<<sensata,)de especies y el resto del éxito, a la preparación del terreno, a los métodos de implantación, etc. En
definitiva cabe decir que la selección de especies vegetales es importante en la medida que éstas son relevantes
y entran a formar parte de los medios necesarios para alcanzar los objetivos de restauración del proyecto en
cuestión.
El propósito de conocer qué uso o usos se quieren desarrollar en una zona actualmente ocupada por una explotación minera resulta básico para desarrollar un esquema de trabajo que permita plantear la selección de especies vegetales, Fig. 16.1. El cambio de uso para la zona
alterada se debe plantear a su vez bajo unos criterios particulares de restauración directamente relacionados con la
explotación, Fig. 16.2. Cabe entonces hacerse las siguientes cuestiones:
- ¿Se va a recuperar la zona en cuestión de forma simultánea a la explotación o, por el contrario, se va a
llevar a cabo una vez finalizada ésta?
- ¿Se van a plantear remodelaciones de la zona alterada con el fin de adecuada al nuevo uso?, y por tanto,
- ¿El uso planteado se deberá adaptar a la situación final de la explotación sin más?
Según esta casuística parcial planteada la selección de
especies toma unos derroteros u otros, y hay que pensar
en especies duras (frugales) y resistentes a las características ambientales, que se presentan en la explotación,
o dirigir la mirada hacia otras especies menos exigentes.
Esta decisión permite establecer en el tiempo y a e~grosso modo), la evolución de la restauración de la explotación.
Lo normal, según la extensión de los terrenos degradados, es que se presente la casuística expuesta, y se puedan comenzar labores de restauración inmediatamente
después de iniciar la explotación, se pueden también realizar labores temporales de aclimatación y adaptación de
especies en áreas adyacentes que no estorben al proce- .
so extractivo, incluso pueden establecerse, con carácter
temporal, labores de adecuación con fines paisajisticos,
para disminuir la intensidad de ruidos, etc., que a sb vez
no estén directamente relacionados con los usos finales
propuestos, aunque si se ajusten a los objetivos de la recuperación y se puedan integrar
finalmente en la restau. -. .
ración global.
El éxito de la restauraci6n depende, pues, en gran medida de la elección de las especies, de los métodos de es- _ _ - _ _ .
.,
tablecimiento y de la consideración de tres grupos de factores que se relacionan directamente con dicha elección,
unos de carácter general, los relacionados con la naturaleza de las zonas mineras a restaurar, los aspectos macroclimáticos y el destino del uso futuro (Tabla 16.1); otros
son los factores locales que se corresponden con los aspectos relativos a las enfermedades, las plagas, la respuesta a las alteraciones de sequía, etc. (Tabla 16.11), y
un tercer y rupo relacionado con las exigencias de las propias plantas (Tabla 16.111); en relación con esto se puede
<<manipular,>
el medio en un cierto grado para adecuar10
a las necesidades de las especies vegetales que se van
a utilizar.
,
.
i
OBJETIVOS DE LA RESTAURACION
USOS POTENCIALES:
- Interés privado
- Interés público
ANALISIS DEL MEDIO
C
I
MACROPARAMETROS (nivel regional, comarcal)
- Clima
- Vegetación potencial
- Paisaje
- Altitud
- Etc.
EXPLOT. MINERA
1
MEDIO NATURAL
I
v
MICROPARAMETROS
----
- Edáficos
- Sustrato
- Vegetación
- Pendiente
- Etc.
L
----------
--
f
'I
REMODELACION DE LA EXPLOTACION Y
ESCOMBRERA
- Reconstruccion del suelo
Drenajes
SELECCION
DE
ESPECIES
- Aporte de materiales
I
$.
I
PLANTAClON Y SIEMBRA
I
SEGUIMIENTO
Y
CONTROL
I
1
I
I
I
I
I
I
1
Disetios
Técnicas
1
7I
ADECUACION A
LOS OBJETIVOS
Figura 16.1. La selección de especies y la restauración del medio
I
I
I
CRITERIOS DE SELECCION DE ESPECIES
OEUSO
PAISAIISTICO
ECOLOGICOS
ECONOMICOS
.
r
Semillas y planlas.
- Comerciales aclualmenie
- Comerciales wlennalmenlr
V1iIuacdn de las erpeues vegelaks con criterms de diserio espacial en relanh cm los pmcipn>sy
hnid~man(othsbltgmr y smh5gicor bc ks @anta$
Reeslablecimienlo de
ecosislemas
Agricola
Forestal
Ganadero
Elc
Habilal de launa
Control de la erosion
Elc.
Figura 16.2. Criterios de restauración en relación con la selección de especies
TABLA 16.1. CONSIDERACIONES GENERALES PARA LA SELECCION DE ESPECIES
CRITERIO DE SELECCION
FACTOR
CRITERIO DE SELECCION
Selección de spp. tolerantes
a los metales.
Utilización y fomento de las
ssp. que invaden de forma
natural las escombreras.
Especies no palatables, sin
interés pascicola.
Colocación de plantas espinosas alrededor de la escombrera para impedir el
paso a los animales.
Especies invasoras selectivas de tales condiciones.
Especies tolerantes a las sales.
Especies invasoras selectivas de tales condiciones.
Especies tolerantes a la sequía.
Cultivos tolerantes a la sequía.
Uso de leguminosas u otras
especies fijadoras de nitróceno.
Especies que crecen en
áreas pobres en nutrientes.
Zonas áridas y semiáridas.
Especies nativas o naturalizadas.
Transplantes y repiques de
especies de bajo crecimiento.
Especies comerciales agricolas forestales u otras.
Especular según el, uso fu-.
turo.
FACTOR
NATURALEZA DEL SUBSTRATO
Altas concentraciones de
metales tóxicos.
Metales tóxicos transportados por la vegetación herbácea.
Extrema alcalinidado acidez.
Alto contenido en sales.
Condiciones de sequedad.
Bajo contenido en nutrientes.
CLIMA
Período de crecimiento de
las plantas y bajo unas grandes deficiencias de agua.
Especies naturales o naturalizadas.
Especies que crecen y se desarrollan rápidamente: alto
crecimiento y producción de
biomasa.
Temperatura.
USO POTENCIAL
Establecimiento rtipido de
cubierta vegetal.
Fauna.
Usos tradiciona!es.
Usos recreativos.
Especies agrícolas.
Buscar una alta variedad de
especies naturales productoras defrutos,-semillas, especies con interks pascicola,
susceptibles de albergar especies animales cuando
crian.
Especies natura!es.
Cultivos de alimentos y producción de madera.
Especies adaptadas a la
existencia de fuegos.
Especies adaptadas a las
prácticas forestales.
Especies exóticas adaptadas
a la zona.
Baja productividad.
Calidad paisajística.
TABLA 16.11.
CONSIDERACIONES PARTICULARES DE CARACTER LOCAL PARA LA SELECCION
DE ESPECIES
e Resistencia a la competición interespecifica que
Resistencia al ataque de insectos (plagas).
Resistencia a las enfermedades provocadas por
hongos.
Integración en el paisaje local y circundante.
Poder de adaptación a los cambios y variaciones
ambientales que se presenten en el medio.
Producción alta de propágulos de distinto origen
(semillas, rizomas, estolones, etc.).
permitan la ubicuidad de las especies en diferentes
composiciones y mezclas.
e Disponibilidad en el mercado o facilidad de recolección o producción en vivero fácil.
e Resistencia al manejo y producción en vivero.
e Adaptación a los objetivos y susceptibilidad de
adaptarse a los usos previstos.
TABLA 16.111. RECOMENDACIONES PARA FACILITAR LA RECUPERACION VEGETAL EN LAS
EXpLOTAClONES MINERAS TENIENDO EN CUENTA LAS EXIGENCIAS DE LAS PLANTAS
(
EXIGENCIAS
/
CONDICIONES DEL MEDIO
A MANTENER
1
PUNTOS DE VlGliANClA
Y CONTROL
Físicos.
e
RECOMENDACIONES
Substratos pedregosos y compactados.
Ausencia de
obstáculos.
,
Penetrar t
Respirar
Encharcamiento o ausencia de agua.
Hídricos.
11
r/
Evitar la compactación
superficial.
e Suelos porosos
e
I
Profundidad suficiente
de la caDa del substraió para
de
las raíces.
Presencia moderada
de agua (es el vehiculo de los elementos
nutritivos).
1
Captar agua
\
pK&zEq
'A
Captar elementos
nutrientes
Preservar la fertilidad
Fertilidad del suelo.
.
-
- -de
.- -los
. - . ..
suelos y evitar la
pérdida de ésta.
Descompactación de suelo (ripado, subsolado, etc.).
e Evitar la circulación de vehículos
pesados para que no compacten
los suelos.
Efectuar un estudio hidrogeológico.
Realizar obras de drenaje.
Disponer las plataformas y fondos
de explotación con una pequeña
pendiente.
-
Prohibir la circulación de vehículos
con neumhticos.
Trabajar en tiempo seco.
Examen de los suelos in-situ antes del inicio de la exolotación.
Determinar la profundidad en la
que viven las raíces de las plantas
si es posible durante la apertura
de las minas. utilizando~losprocedimientos clásicos de la edafología.
Examen de los suelos in-situ antes del inicio de la explotación. - .
Conservar los horizontes ricos en
materia orgánica.
Apilar cuidadosamente la tierra
vegetal y el substrato aceptable
manteniendo una altura reducida;
si es preciso resembrarlo.
Reducir el tiempo de almacenamiento de la tierra vegetal.
Aportar materia orgánica y otros
elementos químicos (abonos inorgánico~).
El planteamiento de partida para la selección de especies se estructura en 3 etapas. La primera corresponde a
la definición del uso o los usos propuestos para el área
afectada por la explotación minera susceptible de recuperar; la segunda conjuga la búsqueda de información bibliogrtifica sobre las comunidades vegetales regionales y
locales, la propuesta de una cierta investigación que se
pueda plantear con los medios que se dispone en cada
caso u otros para los que se dispongan fondos especiales, y la experiencia de la persona o del equipo responsable que desarrolle el proyecto de restauración. La tercera de las etapas corresponde a la recopilación de datos
y el análisis de las características de la zona, tanto a nivel
general (clima, litología, etc.), como a nivel particular (red
de drenaje superficial, microexposición, textura de los materiales que constituyen el sustrato, etc.) (Fig. 16.3).
punto más controvertido es el concepto de sucesión vegetal. Así, las distintas teorías existentes sobre la sucesión han propiciado las posturas extremas, que van desde considerar a los estudios de ésta como la panacea para
la selección de especies (por estimar que es un proceso
simple, convergente y determinista), hasta negar por completo su interés al considerarlo un proceso complejo, divergente e imprevisible.
Parece aconsejable, por tanto, antes de hablar de las
posibles aplicaciones a la selección de especies del estudio de las comunidades vegetales y su dinámica, aclarar
y puntualizar las bases sobre las que se asienta este estudio, es decir, precisar en lo posible el concepto de
sucesión.
La sucesión vegetal se entiende, en general, como las
secuencias naturales por las cuales un individuo o comu2.'SPP. VEGETALES
a) BlBLlOGRAFlA
ETAPAS
b) INVESTIGACION
c)
.
EXPERIENCIA
1 USOS
1
USOS PROPUESTOS
PARA L A SlTUAClON POSTERIOR AL APROVECHAMIENTO MINERO
3.'
I --
I
ESPECIES
RECOMENDADAS
MEDIO
1
h
ANALlSlS DE:
Caracteristicas generales del
terrilorio
Caraclerisiicas particularesde la
zona.
Figura 16.3. Planteamiento general de la selección de especies.
2. DlNAMlCA DE LA VEGETACION Y
SELECCION DE ESPECIES
2.1. Selección vegetal
La prhctica de la selección de especies se fundamenta
en el conocimiento que se tiene de la dinámica de la
vegetación.
Para la acertada comprensión de una comunidad vegetal, resultaría de gran utilidad el poder determinar la forma
y el ritmo de cambio de su componente vegetal, tanto en
el caso de alteraciones naturales como cuando son debid ~ al
s hombre: permitirá, por ejemplo, formarse una idea
de los factores implicados en el funcionamiento del ecosistema, de su reversibilidad, estabilidad, etc.
Más valioso aún resultará el poder predecir con estos
datos la dinámica que se desarrolla en un terreno con la
implantación de distintas especies y sus efectos sobre el
medio.
La viabilidad o posibilidad de tales determinaciones ha
sido, y es aún, una cuestión muy debatida, cuya base y
nidad de individuos reemplaza a otra en un hábitat con el
paso del tiempo, o el proceso mediante el cual tiene lugar
esta sustitución. La sucesión así definida, sin más implicaciones que la evolución en el tiempo o aspecto dinámico de la vegetación, es un fenómeno cuya existencia parece ampliamente constatada y admitida. Son innumerables, sin embargo, las teorías que se han esgrimido sobre
la naturaleza de estos cambios, su dirección, sus causas,
efectos y ámbito de aplicación.
Para este tema las preguntas clave son: ¿este cambio
está organizado de tal manera que constituye una secuencia predecible de etapas en la sucesión? y, 'esta secuencia conduce a un estado final estable o clímax, en el sentido más amplio de este término? Para Whittaker (1974)
es posible sintetizar la mayor parte de las respuestas que
se han esgrimido a estas cuestiones en tres teorías que
interpretan de distinta forma el concepto de clímax, y que
se resumen a continuación. Las referencias citadas pueden encontrarse en Whittaker (1974):
Teoría del ~~monoclímax~~.
Promovida principalmente
por Clements (1916,1928, 1936). En ella se establece que
todas las sucesiones que se presentan en las distintas co-
munidades de un área convergen hacia una única comunidad estable y madura o climax, cuyas características están determinadas exclusivamente por el clima. El proceso
de sucesión y la modificación del medio llevada a cabo
por las comunidades implicadas en él permite, según Clements, establecer una correspondencia directa entre las
comunidades climax y las regiones climáticas. Las comunidades climax pueden reconocerse a dos niveles: formaciones o biomas definidas por la estructura y fisionomía
de la comunidad y características de grandes áreas geogrhficas; y, dentro de ellas, uasociaciones~definidas por
géneros o especies dominantes, características de áreas
más pequeñas.
La presencia de otras comunidades estables dentro de
áreas distintas a la comunidad clímax es reconocida e interpretada por los defensores de esta teoría como ([proclímax)). La necesidad de encajar en el ideal simplificado,
un único climax, es lo que obliga, según Whittaker, a la definición de un gran número de tipos de proclimax. Dentro
de éstos merecen mención por su amplia utilización los
conceptos de:
TABLA 16.IV. FASES EN LOS PROCESOS DE
SUCESlON PRIMARIA
(Clements, 1916)
FASES
1. ALTERACION
2, MlGRAClON
3.
ESTABLECIMIENTO (ECESIS)
4. COMPETlClON
5. MODIFICACION
- Preclímax y postclímax, que pueden presentarse respectivamente en los hábitat menos o más favorables
de un área (por ejemplo. zonas más secas o más humedas en una plataforma).
- Subclímax, que corresponde a la estabilización de la
comunidad vegetal en una etapa anterior a la clímax
(cuando una zona se prepara para un uso y no se quiere que evolucione para continuar con él).
- Disclímax, cuya diferencia de la climax climática se
debe a alteraciones producidas por el hombre o los
animales.
Teoría del ~~policlímax~
a la que se ajustarían las ideas
de Tansley (1 935, 1939, 1941), quien argumenta que las
sucesiones no conducen a un climax Único sino a un mosaico de comunidades climax determinadas por el mosaico de hábitat existentes. Existen varios factores que pueden resultar determinantes en el establecimiento de las
características de la climax; por ejemplo, las diferencias
establecidas por las distintas situaciones topográficas o
por las distintas litologías pueden seguir siendo significativas a pesar de la sucesión.
Además de admitir la existencia de estados subclimáticos, Tansley reconoce ~~plagioclímaxl),
o estados estables
equivalentes a los disclimax antes definidos, que pueden
alcanzarse tras una alteración siguiendo una serie de estados diferentes a los de la serie natural.
La escuela fitosociológica de BraundBlanquety otros ha
hecho valer el concepto de ~~paraclímax~~
o clímax ,edáficos para un amplio número de comunidades cuyas características están determinadas por el factor suelo, y no exclusivamente por el climático.
Asociados a algunos de los conceptos apuntados aparecen frecuentemente los siguientes términos:
- Sucesión o serie primaria, utilizada para nombrar la sucesión que comprende el desarrolio de los tipos de vegetación desde la denudación hasta la estabilización
cuando ésta ha seguido un proceso natural de evolución, es decir, sin que exista ningún agente que altere
su desarrollo. Por ejemplo, es la que tiene lugar en los
frentes de los taludes de una cantera.
6. ESTABlLlZAClON
FINAL
CONSECUENCIA
Establecimiento de un área
sin vegetación.
Introducción de una spp. en
nuevos hábitat. .
Adaptación de las plantas a
su nuevo medio (germinación, crecimiento, reproducción).
Entre los organismos presentes y el hábitat (INTERINTRA)
Reacción de plantas y animales en un hábitat, e. g. a
la sombra.
Materia Orgánica aportada
por los árboles (COMPETIC l O N y REACCION
ocurren simultáneamente).
La comunidad alcanza el
clímax en equilibrio (DINAMICO) con su medio ambiente.
- Sucesión secundaria, que, por oposición a la primaria,
se utiliza para designar la sucesión que tiene lugar tras
una alteración de los ecosistemas. Por ejemplo, se presenta en la tierra vegetal una vez extendida sobre una
escombrera.
- Procesos climáticos, que por oposición a los dos anteriores que presentan carácter continuo, se refiere a
la secuencia de fases que se sucede ordenadamente
por repetición periódica en tiempos parecidos o variables. Por ejemplo, la que tiene lugar en dunas, turbe'ras o la que provoca el incendio natural.
- Vegetación potencial, o comunidad vegetal estable que
existiría en un área dada como consecuencia de8lasucesión natural si el hombre dejara de influir y alterar
los ecosistemas vegetales. En la práctica se la considera como sinbnimo dedímax. Algunos autores distinguen entre vegetación potencial y vegetacíón natural
potencial actual, definiendo esta Última como el esta.do final que es posible alcanzar partiendo de las condiciones actuales del medio frente a la vegetación que
habría bajo unas condiciones del medio nunca modificadzs por el hombre.
Hay que advertir que la terminología relacionada con los
conceptos de sucesión y clímax es bastante confusa debido, por una parte, a su amplitud, y por otra a la falta de
acuerdo en su utilización (es frecuente que el mismo vocablo sea utilizado por distintos autores con significados
diferentes y viceversa). Es aconsejable, por tanto, siempre que se utilice o critique alguno de estos conceptos precisar su contenido o hacer referencia al autor.
Hipótesis del ÿÿ clímax esfructural~,defendida por el propio Whittaker; se basa en los siguientes puntos:
Whittaker apunta las ventajas prácticas que tiene la utilización del concepto de clímax y que están directamente
indicadas para el manejo de terrenos alterados que se
quieren restaurar independientemente del objetivo buscado.
Desde un punto de vista práctico, como es el caso de
este manual, cabe decir que los enfoques dados a los estudios de sucesión en distintos trabajos de recuperación
varían con la escala de tiempo o espacio sobre la que se
analiza el problema, por ejemplo así sucede en un proyecto de restauración de una cantera con un volumen de
explotación pequeño y que no se presta, por no exigirse,
a un seguimiento de la evolución del proyecto.
En realidad lo que sucede en la evolución vegetal de
una mina restaurada con criterios generales de conservación, es decir, imitando la vegetación natural, es una interrelación de todo un poco lo que se ha expuesto hasta
aquí. De una parte hay que abandonar la idea de las teorías clásicas (Fig. 16.4), tanto en la -florística del relevo,,
inicial,) (Egler, 1953) y apuntar que
como de la ~~florística
los cambios sufridos por las comunidades en el espacio y
en el tiempo son mucho más complejos, algo así como la
y están bajo la influencia de
suma de las dos <~florísticas~
cinco procesos iteractivos; cambios en el suelo, migracio-
1. El medio natural y artificial de un territorio forma un
complejo mosaico de gradientes ambientales. Caso típico de las explotaciones mineras.
2. En cada punto del mosaico territorial las comunidades evolucionan hacia un clímax. Las características
de la serie sucesional y del clímax están determinadas por los factores ambientales presentes en un momento dado en ese punto, y no de forma abstracta
por el clima regional. El climax se entiende como una
comunidad estable adaptada a su propio ambiente o
hábitat, por lo que diferencias de los factores ambientales (situación topográfica, roca madre, etc.) suelen
llevar asociadas diferencias en la composición de las
comunidades clímax.
3. Las variaciones de los factores ambientales a lo largo
de gradientes implica normalmente una intergradación
.continua de comunidades climax adaptadas a las distintas posiciones a lo largo del gradiente.
4. Entre los tipos de comunidades clímax suele haber
una más ampliamente representada, a la que puede
llamarse comunidad climax del territorio.
o ) FLORISTICA DE RELEVO
ESTRUCTURA DE LA VEGETACION
HERBACEA
1 MATORRAL PEOUE~O1
1
MATORRAL GRANDE
j
k
I
m
ARBCREC
-a
I
.
-
TIEMPO tahos)
yl
.-
ESTRUCTURA M L A VEGETACION
W
ARBOREA
"O
--
b
a--
C
d a
e
f
9
L - - -
"-
h
1
a-
_
o -
-
.
O
J
- --
-
-
TICMPO (onor)
O
M O M E N T O EN OUE AP4RCCE L A S E M I L L A
L A DIFE!7E>ENCI4 DE GROSOR INDICA SU A ~ U N G C I I C I ; Q E L L T l V 4
Figura 16.4. Proceso de recubrimiento vegelal en ecos~stemasalterados. Sucesrón primana
SAXIFRAGA ANUAL,
SEOUM Y TüMILLO
Figura 16.5. Evolución espontánea de la vegetación sobre un subsfrato calcáreo compacto.
nes, ecesis, competición y estabilización (Aguilo, et al,
1984). La búsqueda del modelo único es imposible de establecer <<apriorin dado el gran número de variables que
se relacionan.
Para cada mina a restaurar se podría desarrollar, de una
forma más o menos fácil, una teoría de sucesión a nivel
local, pero la perspectiva de una teoría única y monolítica
podría dar un modelo muy lejos del real y por tanto resultar un esfuerzo inútil. La amplia variedad de circunstancias que se presentan en la realidad, donde se conjugan
la casuistica minera con las múltiples propiedades dinámicas de los diferentes ecosistemas, hacen que el estudio de la sucesión vegetal no deba abordarse siempre
igual. De la misma forma el planteamiento práctico de la
combinación y proporción de especies que se deben mezclar para sembrar o plantar no debe ser siempre el mismo
y cada caso deberá analizarse a la luz de los conceptos
y principios de la dinámica de la vegetación expuestos, de
los estudios de las diferentes comunidades vegetales presentes en la explotación minera (variedades homogéneas)
y de los nuevos usos que se proponen para ella.
2.1.2.
TABLA 16.V. RELACION DE ESPECIES QUE
PUEDEN USARSE COMO INDICADORAS DE LAS
CARACTERISTICAS EDAFICAS
BASICAS
Agrostis canina
Agrostis tenuis
Betula pendula
Deschampsia flexuosa
Digitalis purpurea
Galium saxatile
Pteridium aquilinum
Rumex acetosella
Ulex europaeus
Vaccinium myrfillus
NEUTRAS
Agropyron repens
Aira caryophyllea
Arrhenatherum elatius
Bromus mollis
A triplex hastata
Cirsium arvense
Cirsium vulgare
Hordeum murinum
Poa annua
Poa pratensis
Tussilago farfara
ESPECIES INDICADORAS
Las investigaciones sobre la su,cesión vegetal en la actualidad están encaminadas al estudio del significado de
los atributos de especies importantes o indicadoras y su
correlación con determinados factores ambientales y distintos tipos de alteraciones, a una escala espacio-temporal concreta, para explicar el funcionamiento y la dinámica de los ecosistemas.
La determinación de especies indicadoras de gradientes o características ambientales se basa fundamentalmente en la investigación y en la experiencia, es frecuente encontrar en tratados sobre el medio natural listas de
especies que se sabe con más o menos seguridad de su
relación con algún factor ambiental o alguna característica del medio, por ejemplo relación de especies que viven
en suelos ácidos, básicos, que toleran la presencia de metales pesados, etc. (Tablas 16.V y 16.VI).
1
SALINAS
Agropyron junceum
A triplex littoralis
Cakile maritirna
Festuca rubra
Hippophae rharnnoides
Honckenya peploides
Puccinellia rnaritima
Achillea millefolium
Brachypodium pinna tum
Briza media
Festuca rubra
Fraxinus excelsior
Helictotrichon pratensis
Trisetum flavescens
ENCHARCAMIENTO
Agrostis stolonifera
Alnus glutinosa
Caltha palustfis
Deschampsia caespitosa
Filipendula ulmaria
Juncus arficulatus
Juncus effusus
Phalaris arundinacea
Phragmites australis
Salk atrocinerea
Salix fragilis
Typha angustifolia
Valeriana dioica
METALES PESADOS
Agrostis tenuis
Agrostis stolonifera
Festuca ovina
Festuca rubra
Minuartia verna
Silene vulgaris
TABLA 16.VI. ESPECIES INDICADORAS DE CIERTO
TlPO DE pH DEL SUELO
(Williamson et al 1982 Modificado)
DE CANTERAS DE CALIZA
pH
TIPO DE SUELO
ESPECIE (')
1
PLANEAMIENTO DEL MUESTREO
8 Moderadamente básico.
Medianamente básico.
7 Neutro.
Ligeramente ácido.
6 Medianamente ácido.
5 Fuertemente ácido.
Muy ácido.
4 Extremadamente ácido.
3
Populus deltoides.
Fraxinus excelsior.
Juniperus virginiana.
Juglans nigra.
Maclura pomifera.
Quercus rubra.
Liriodendrom tulipifera.
Magnolia grandiflora.
Acer sacharinum.
P ~ U banksiana.
S
Pinus rígida.
Pinus strobus.
Liquidambar styraciflua.
Pinus taeda.
C
(*) Las especies que se relacionan, salvo el F. excelsior, no es-
tán presentes de forma natural en la Península Ibérica. Se recomienda su uso cuando la recuperación tiene carácter de ajardinamiento.
1
4
SELECCH)r(DE CANIEWIS
DISEM)P W G M A DE MUESTREO
MUESTRE0&OTO
RECOGiDA DE DATOS
1
1
1
1
TRATAMIENTO Y ANALISIS DE
LA INFORMACION RECOGIDA
1
"?A^"
MEDIOAMBIENTALES
L
U
C
E
S
1
c
SELECCIOI(DE ESPECIES
FORMULACION DE CONCLUSIONES
Figura 16.6. Plan de selección de especies en las canteras
calizas de la región mediterránea (ITGE, 1989).
TABLA 16.Vll. ESPECIES SELECCIONADAS PARA
LARECUPERACIONDECANTERASENELAREA
MEDITERRANEA MEDIANTE UN PLAN DE
INVESTIGACION (ITGE, 1989)
Foto 16.1.
Terraplén de pista minera con material calcáreo en
el que ha comenzado la colonización vegetal.
La interpretación de estas listas de especies tiene vanas lecturas, de una parte que la existencia en el terreno
de la especie en cuestión informa que el suelo-es de tal
o cual característica o bien que para una explotación minera en que se presentan ciertas características ambientales o un tipo de gradiente (composición del sustrato: pH,
contenido en sales, presencia de metales pesados, contenido de materia orgánica, altitud, pendiente, exposición,
etc.) se deben utilizar algunas de las especies presentes
en esas listas para su recuperación.
En ocasiones, y segun el problema de restauración rninera, la selección de especies se debe plantear a través
de un proceso de investigación. En la Fig. 16.6 se presenta el esquema seguido en la determinación de especies
posibles a utilizar en la recuperación de canteras en la región mediterránea.
LENOSAS
ARBOL
Pinus halepensis
Populus nigra
Prunus mahaleb
Pistacia lentiscus
Pistacia terebinthus
Chamaerops humilis
Coriaria myrtifolia
Rosmarínus officinalis
Cistus albidus
Thymus vulgaris
Helichrysum stoechas
Rumex scutatus
Teucriom polium
Ononis spinosa
Ononis viscosa
Dorycnium pentaphyllum
x
ARBUSTO
SUBARBUSTO
x
x
x
x
x
x
x
x
x
X
x
x
x
x
HERBACEAS
E
l BUMN
l OSAS
Psoralea bituminosa
Anthyllis cytisoides
Rubia peregrina'
Brachypodium retusurn
Brachypodium pinnalurn
Bromus rubens
Dactylfs hispanica
Avena sterilis
Cynosurus echynatus
x
x
GRAMN
I EAS
OTRAS
x
x
x
x
x
x
x
..
-
En los estudios de sucesión vegetal (ver 2.1) se presenta también la necesidad de saber detectar, de <&visu,,
a través de especies o de agrupaciones vegetales indicadoras en qué nivel de evolución se encuentra la comunidad vegetal que se analiza y su estado de progresión hacia la clímax o de regresión, separación de ella. En la Tabla 16.VllI se presentan los esquemas de regresión climáti-
ca de las principales especies forestales (Ceballos) recogidas en el libro .Tratado del medio Natural*, editado por
la Universidad Politécnica de Madrid. En la Tabla 1 6 . 1se
~
presentan otros esquemas relativos a la regresión o progresión según se lean, de otros ecosistemas forestales
realizados por Pedro Monserrat y recogidos en el mismo
libro anteriormente citado.
TABLA 16.VIII. REGRESION CLlMATlCA
(L. Ceballos, J. L. Ramos)*
HAYA
(Fagus
silvaiica)
I
Optimo
Bosque denso
II
Bosque aclarado con zbundante
intervención de arbustos.
Sotobosque con numerosas
plantas Leguminosas.
llex aquifolium
Acer pseudopl.
Rhamnus alpina
Coryllus avell.
Sorbus aucupar.
Fraxinus excels.
Sambucus racem.
Adenocarpus
Vaccinium myrt.
Genista hispán. grandifl. conm.
Genista flor. lept.
Erica vagans
Rubus idaeus
Cytisus kunz. R.
5.
ROBLE
(Quercus
pedunculata)
ROBLE
(Quercus
sessiliílora)
Rhamnus frang.
llex aquifolium
Acer pseudoplat.
Pirus communis
Acer opulififo~.
Tilia grandifolia
Prunus mahaleb
Ligustrum vulg.
Sorbus aucupar.
Genista leptocl.
Ulex europaeus
Vaccinium myrt.
Erica arborea
Coronilla emerus
Cytisus sessilif.
Daphne laureola
Clemafis flamm.
Lonicera etrusca
CASTANO
(Caslanea
sativa)
5.
-1
-1
BOJEDAS
(Buxux semp.)
HELECHAR
(Pterid. aquil.)
BREZALES
(Erica aragon.)
(Rodod. ferr.)
AULAGARES
(Ulex boivini)
Etapa de los pinares.
Pinus silvestris.
Pinus pinaster
Pinus pinaster
Pinus silvestris
Pinus silvestris
Pinus laricio
Invasión de matorral colonizador
a base de Ericácea o de Cistáceas.
Calluna vulgaris.
Cistus hirsutus
Cistus ladanif.
.. . .
. . . ..
RETAMARES
Genista leptocl.
. . .Sarotham. pat.
Cistus monspel.
Calluna vulg.
III
Invasión de matorral heliófilo.
C
IV
Matorral en estado avanzado
de degradación.
Frecuencia de plantas espinosas.
Predominio de labiadas.
-. . .. . .
1
t
V
'
Achillea-íielleb.
Asociaciones herbáceas del ultimo
estado de regresión.
Pseudo-estepas de gramineas.
-1
Genista horrida
Genista triac.
Sarotham. puf.
Prunus spinosa
Juniperus comm. Lavand. stoech.
Lavandula ped.
Erinacea anth.
Thymus mastich.
. . - Calluna vulgans
Juniperus wmm.
Nardgs stricta
1
Dianthus
Rumex
TOJARES
(Ulex europaeus
Ulex nanus)
.1
-1
BREZALES
Erica umbellata
Calluna vulgaris
Pterospartum
tridentatum
... . .
.1
Tendencia a la regresión
1
Nomenclalura no aclualizada.
3.
Lavandula vera
Thymus vulgaris
Genista scorpius
Erinacea anthyll.
Fumana proc.
. Aphyllantes monspeliensis
- 1 .
~grostis-~ardus ~eucriumpol.
Plantago-
Cj/nosurus-Brom. Corynephorus sp.
.1
BOJEDAS
(Buxux semp.)
HELECHARES
(Pteridium aq.)
.
Aira
VI
Desierto.
1
1
~~~mus-Koel.
Festuca
Brachypodium
.1
TABLA 16.Vlll. (Continuación)
ENCINA
(Q. ilex)
sobre terreno silíceo
sobre terreno calizo
QUEJIGO
(Q. Mirbecki)
REBOLLO
(Q.toza)
QUEJIGO
(Q. faginea)
ALCORNOQUE
(Q. suber)
Rhamnus frang.
Laurus nobilis
Phillyrea latifol.
Acer campestre
Acer monspess.
Sorbus aria
Crataegus mon.
Fraxinus angust.
Amelanchier ov.
Crataegus mon.
Arbutus unedo
Rhamnus alat.
Phillyrea media
Fraxinus angust.
Arbutus unedo
Juniperus oxic.
Ceratonia sil.
Celtis australis
Juniperus phoen.
Pistacia tereb.
Cytisus triflorus
Vibumum tinus
Sarothamnus
baeticus
Genista florida
Rubus discolor
Genista tinctoria
Adenocarpus
hispánicus
Rosa canina
Viburnum lont.
Lonicera hisp.
Adenocarp int.
Spartium junc.
Mirtus communis
Cytisus linifolius
Cytisus candic.
Ruscus aculeatus
Lonicera etrusca
Daphne gnidium
Rosa sempervir.
Genista florida
Coronilla glauca
Spartium junc.
Anthyllis cytis.
Smilax aspera
Jasminum frutic.
.1
.1
1
E
1
1
1
ALTABACARES
(Inula viscosa)
LENTISCARES
(Pistacia lent.)
BREZALES
(Erica arborea)
CA YUBARES
(Aretostaphyllos
uva-ursi)
ESCOBONALES
(Sarothamnus
scoparius)
ESCOBONALES
(Genista cin.)
(Sarothamnus
scoparius)
BREZALES
(Erica umbell.)
(Erica australis)
ROULILLARES
(Quercus hum.)
RETAMARES
(Retana
sphaerocarpa)
LENTISCARES
(Pistacia lent.)
ROMERALES
(Rosmar. off.)
COSCOJARES
(Quercus cocc.)
Pinus pinaster
Pinus silvestris
Pinus laricio
Pinus pinaster
Pinus silvestris
Pinus laricio
Pinus pinaster
Pinus pinaster
Pinus pinea
Pinus pinaster
Pinus halepensis
Pinus laricio
Cistus salvifolius
Erica scoparia
JARALES
Cistus laurifolius
Cistus ladanif.
JARALES
Cistus laurifolius
Cistus ladanif.
JARALES
Cistus monspel.
Cistus ladanifer.
Cistus salvifolius
Cistus populifol.
Halimiun erioc.
JARALES
Cistus ladanif.
Cistus laurifolius
JARALES
Cistus albidus
Cistus libanotis
1
Calycotome vill.
Ulex scaber
Rhamnus oleoid.
Thymus mastich.
.1
5.
,
Lavandula ped.
Thymus mastich.
Calluna vulgaris
Juniperus oxic.
Juniperus comm.
Genista scorpius
Helichiysum
stoechas
5.
1
Rhamnus infect.
Pfunus spinosa
Genista scorpius
Santolina rosm.
Lavandula latif.
Lavandula ped.
Satureja abovata
Thymus zygis
1
5.
Lavand. stoech.
Ulex parviflorus
Calluna vulgaris
Lithospermumfr.
J.
1
1
Artemisia glutin.
Helychrysum st.
Santolina rosm.
Lavandula ped.
Thymus zigis
1
Phlomis purpurea
Teucrium capit.
Lavandula vera
Rhamnus lycioid.
Ruta bracteosa
1
Senecio-Carduus
AsphodellusAndryala
ThapsiaVervascum
Pulicaria-Aspar.
Rumex
Brochypodium
Filago Andryala
Eringium
EuphorbiaPlantago
Brachypodium
Pipthaterum
Corinephorus
Festuca-Nardus
Corinephorus
Festuca-Stipa
Andropog.-Aira
Vulpia
Stipa-Coryneph.
Bromus
Brachypodium
ramosum
Stipa tenaciss.
1
1
1
. 1 '
1
1
TABLA 16.IX. TABLA DE REGRESION
(P. Monserrat en J. L. Ramos)
I
OPTlMO NATURAL
(Clímax)
r
a) BOSQUE ACLARADO
b) BOSQUE MEZCLADO
(con el pino de la serie)
ABETO
(Ables alba)
PINO NEGRO
(Pinus uncinata)
Amelanchier ovalis
Sorbus aria
Sorbus torminalis
Prunus avium
Rhamnus cathartica
Viburnum lantana
Rhamnus a l ~ i n a
Cornus m i s
Cornus sanguinea
Ligustrum vulgare
Evonymus europaeus
Cotoneaster toment.
Lonicera xylosteum.
Fagus sylvatica
Salix caprea
Acer platanoides
Faxinus excelsior
Sorbus aucuparia
Sambucus racemosa
Genista florida
Sorbus chamaemesp.
Vaccinium myrtillus
Rubus caesius
Daphne mezereum
Luzula nivea
Rosa pendulina
Lonicera, spp.
Pirola, spp.
Pinus sylvestris
Sorbus aucuparia
Amelanchier ovalis
Betula pubescens
Rhamnus alpina
BODEJAS
BOJEDAS
BODEJAS
(Buxus sempewirens)
(Buxus sempervirens)
(Buxus sempervirens)
HELECHARES
(Pteridium aquilinum)
PIORNALES
(Cytisus purgans)
ROBLE
(Q.pubescens)
Sorbus chamaemespilus
Arctostaphyllus uva-ursi
Lonicera nigra
Rubus idaeus
Vaccinium myrtillus
Rosa pendulina
-
ETAPA DE LOS
PINARES
Pinus nigra
Pinus sylvestris
a) MONTE RASO
BREZALES
b) PINAR
Erica vagans
Calluna vulgaris
AULAGARES
Genista hispanica
Genista horrida
MATORRAL
DEGRADADO
Satureja montana
Ononis fruticosa
Teucrium pirenaicum
Lavandula angustifolia
Onobrychis saxatilis
Berberis vulgaris
PSEUDO-ESTEPA
DE GRAMINEAS
PIORNALES
(Cytisus purgans)
Pinus sylvestris
Pinus uncinata
Calluna vulgaris
Rhododendron
ferrugineum
Juniperus communis
Coton'easter integerrimus
Nardus stricta
Deschampsia flexuosa
Gallium rotundifolium
Helleborus occidentalis
Festuca heterophylla
VI. DESIERTO: Roquedo ....................................... Arenales .........................................
En la Tabla 16.X se presentan los diferentes estudios de
evolución de la vegetación para la comunidad de Madrid,
según la agrupación vegetal presente en el estudio evolutivo queda definido por la formación vegetal. <<BOSQUE.
Pinus sylvestris
Calluna vulgark
Rhododendron
ferrugineum
Juniperus nana
Juniperus communis
Deschampsia flexuosa
Gallium marchandi
Festuca scoparia
Helictotrichom montanum
Valeriana montana
Pulsatilla alpina
Karst .........................................
GARRIGA, PASTIZAL>>y por algunas especies significativas para esos casos (Stipa gigantea para PASTIZALES
del grupo de los BERCIALES; Rhamnus lycioides para
GARRIGAS del grupo d e los COSCOJARES, etc.).
TABLA 16.X.
EVOLUClON DE LA VEGETACION
(R. Martinez, 1982)
VEGETACION SUPRAMEDITERRANEA DE MADRID
BOSQUE
CLIMAX
ESTADIO DE LAS
GARRIGAS
ESTADIO DE LOS
PASTIZALES
ESTADIO DE LOS
JARALES
Encinares
sobre calizas
Coscojares
Espartales y
atochares en
calizas
Tomillares
en calizas
J.
Q. ilex rotundifolium
Bupleurum rigi
t
Encinares
sobre yesos
5.
Rh. lycioides
0. coccifera
'T
Coscojares
4
.1
4
Stipa tenacissima
Arrhenathecum
album
Linum suffruticosum
Salvia lavandulifolia
Gysophila sthruthium
Centaurea hyssopifolia
Tomillares
en yeso
i
SUCESION VEGETAL
Encinares
guadarrámicos
Retamares
guadarrámicos
4
J.
Juniperurn oxycedus
Q. ilex rotundifolium
Cytisus scoparius
Retama sphaerocarpa
Pyrus bourgeana
Cytisus multiflorus
t
Encinares
Extremadurensis
i
Retamares
Berciales
guadarrámicos
J.
CALIZAS
T
t
Espartales y
atochares en
yeso
SUBSTRATO
LlTOLOGlCO
Rurales
4
Arrhenatherum
bulbosum
Stipa gigantea
Rosmanrinus ofí~c~nalis
Cistus ladanrfer
GRANITOS
GNElS
ARCOSAS
Genista luésuta
t
Berciales
2.1.3. ' OTRAS HERRAMIENTAS
La utilización de otras herramientas para el estudio de
la dinámica de la vegetación (análisis polínico, modelos
matemáticos de simulación, etc.), no significa que se le
haya restado importancia a la fitosociologia en este campo. El estudio de las comunidades vegetales y sus relaciones con el medio se sigue empleando como base científica y medio de comprobación de cualquier metodología
de estudio o aplicación de la sucesión vegetal; puede, por
tanto, proporcionar información básica de gran utilidad
para la selección de especies.
El estudio fitosociológico de la zona minera a restaurar
tiene múltiples aplicaciones, además de la ya comentada
del estudio de la sucesión. El análisis de las comunidades vegetales puede conducir al descubrimiento de alelopatías, poner de manifiesto factores que contribuyen a la
estabilización o degradación de la vegetación, etc., pero
sobre todo, y como aplicación más generalizada, puede
ayudar a caracterizar el medio si se conoce su valor indicador. Determinadas agrupaciones de especies caracterizan estadísticamente, por presencia o sistemática ausencia, una propiedad del medio o una forma de explotación
o alteración de éste: existen agrupaciones vegetales ligadas a la red de drenaje subsuperficial o a aguas freáticas
accesibles, a ciertas sustancias minerales y a las características de los materiales geológicos, etc.
T
Jarales
Algunos autores defienden además su valor indicador
para estimar la calidad de la estación, e incluso los efectos de cietias actuaciones como es el caso de la minería:
#<cornocada comunidad se encuentra siempre bajo condiciones determinadas y persistentes, y aparece allí donde se realizan estas condiciones, su valor indicador permite yer los resultados de las interferencias humanas>,
(Braun Blanquet, 1979).
Cuando en la práctica no existan estudios sobre la zona
que reúna las condiciones apuntadas o no sea posible
abordarlos,&brá que renunciar.a.uti!izar esle instrumento como base de la elección de especies. Sin embargo, la
informacidn que pueda tenerse de la vegetación a otras
escalas menos detalladas no e s en ningún caso despreciable; sirte como base de estudios más exhaustivos y,
en caso de que éstos no se realicen, como orientación sobre las características generales en la zona, que luego habrá que comprobar y matizar.
2.2.
Estrategias de las plantas
Frente a las alteraciones naturales o artificiales que se
suceden en los ecosistemas. en este caso por las explotaciones mineras, los organismos que en él habitan cambian sus pautas de comportamiento para defenderse, tanto a nivel fisiológico como rnorfológico. A este cambio se
,-
,.
le denomina estrategia. También le sucede algo parecido
a las comunidades en cuanto a su capacidad de respuesta.
Para las especies vegetales se entiende por estrategia
«Agrupamiento de características geneticas semejantes o
análogas que ocurren entre las especies o poblaciones y
hacen que las mismas exhiban semejanzas ecológicas~~
(Grime, 1979).
En la selección de especies hay que considerar la respuesta de las plantas al medio. En principio el medio en
el que van a ser dispuestas (siembra o plantación) tiene
modificadas sus caracteristicas naturales y, por tanto, la
respuesta de las plantas a veces es imprevisible. Esta respuesta, que en definitiva no es otra cosa que su estrategia por intentar supervivir y establecer descendencia, es
distinta en las especies anuales que en las vivaces o perennes, de igual forma es diferente la respuesta durante
el período vegetativo que la planta utiliza para establecerse (enraizarse y crecer), que en el que intenta perpetuarse o regenerarse (floración, fructificación, producción de
estolones, etc.). Fig. 16.7.
Las plantas se regeneran por brotes vegetativos, por semillas, por esquejes, etc. Este proceso se asocia con la
consolidación local de poblaciones y tienen el defecto de
producir comunidades de plantas, por lo general, genéticamente uniformes. Por el contrario, la reproducción
sexual se traduce en que la variedad genotipica resultante favorece la respuesta de poblaciones y especies a la
selección natural.
Grime (1982) tipifica las estrategias de las plantas para
la fase regenerativa. En la Tabla 16.XI se presentan, para la
estrategia de la fase regenerativa, algunas especies vegetales que existen de forma natural o naturalizada en la
Península Ibérica.
Entre las especies con estrategia regenerativa hay que
resaltar la de aquellas especies que tienen la facultad de
invadir terrenos abiertos a consecuencia de alguna alteración y comenzar así los procesos dinAmicos de sucesión. A estas especies se las denomina pioneras y se caracterizan por: producir gran cantidad de semillas, tener
unas semillas de una alta movilidad, presentar una exigencia de luz alta y tener una gran capacidad para tolerar
medios alterados.
Cuando las plantas están en la etapa de madurez'responden a las condiciones del medio de diferente forma,
según que sea propia su facultad de sobrevivir o que hagan partícipe de su estrategia a la disposición en la planta
de las yemas de desarrollo. Estas respuestas están definidas por Grime como <.Estrategia Primaria y Secundar i a ~ respectivamente.
~,
En la Primaria destaca la intensidad de restricciones frente a la intensidad de alteraciones,
cuando las alteraciones son de carácter bajo, paso de maquinaria no pesada de forma esporádica, y las restricciones no existen prácticamente, las especies presentes deben su existencia a la lucha por el espacio, por el alimento y por el agua; son las especies competidoras. Cuando
las alteraciones son de carácter alto, maquinaria pesada
que transita frecuentemente, existencia de polvo, de gasóleo, etc., y las restricciones son bajas, entonces se dan
cita aquellas especies adaptadas a las perturbaciones y
que, genéricamente, se conocen como especies ruderales. Cuando las alteraciones son bajas, del tipo ya apuntado, pero las restricciones son altas, se presentan especies tolerantes o también denominadas del grupo de las
~colasl,(afinidad por) calcicola, silicola, gipsicola, generalmente conocidas como especialistas. El último caso alteraciones y restricciones altas no dan lugar a una estrategia viable.
P L A N T A ANUAL
PRODU~CION
DE SEMILLA
PLANTA VIVAZ
"oar
/
DISP&ION
\
1
Floración de
la planta
/
CRECIMIENTO
\
GERMINACION
ESTABLEC~MIENTO
/
\~lorocidn
de'
1
CRECIMIENTO
(Captura del
recurso)
/'
1
I
ESTABLECIMIENTO
--FASE
ESTABLECIDA
e
-----t
FASE REGENERATIVA
Figura 16.7. Ciclos vegetat~vos(Grime. 1979)
DISPERSION
\
\
I
Para la Estrategia Secundaria interviene la importancia
relativa de la agresividad propia de cada especie, relacionada directamente con la competencia, de las restricciones y de las alteraciones.
Como ejemplos de especies ~~especialistas~~
se citan
frecuentemente especies relacionadas con las minas de
caMn. En la Tabla 16.XI se relacionan algunas de las especies que constituyen la flora típica de las escombreras de
carb6n y aunque sin llegar a ser especialistas eii el sentido literal de la palabra aquellas cuya presencia es más
alta responden claramente a esa denominación, sobre
todo las que se detectan en más de un 50 % de observaciones.
TABLA 16.XI.
ESTRATEGIAS DE LA FASE
REGENERATIVA
(Modificado de Grime, 1979)
A. Expansión vegetativa por brotes de cepa o raíz:
- Epilobium hirsutum
- Quercus ilex
- Quercus pyrenaica
- Dryas octopetala
- Prunus spinosa
- Bromus erectus
- Cynosurus cristatus
- Dactylis glomerata
Otoño y Primavera:
- Agrostis stolonifera
- Tussilago farfara
- Cirsium anlense
- Trifolium repens
- Poa pratensis
C. Regeneración a través de un ~ ~ s t o permanente
ck~~
de semillas:
- Calluna vulgaris - Agrostis tenuis
- Origanum vulgare - Plantago lanceolata
- Hypericum perfora-- Holcus lanatus
tum
- Salix ssp.
- Ulmus ssp.
- Ailanthus spp.
- Populus spp.
E. Regeneración mediante un ~~stock,,permanente
de plántulas:
- llex equifolium
Abies alba
- Fagus sylvatica
-
FLORAS CARACTERISTICAS DE LAS ESCOMBRERAS DE MINAS DE CARBON DEL CONDADO
DE YORKSHIRE (expresado en %) (Williamson, et al, 1982, modificado) (*)
ARBOLES
Crataegus monogyna
Quercus robur
Betula pendula
Salix cinerea
Sambucus nigra
Acer pseudoplatanus
Fraxinus excelsior
Quercus petraea
Coiylus avellana
MATORRALES
Rubus fruticosus
Calluna vulgaris
Rcsa canina
R. pimpinellifolia
GRAMINEAS
(Continuación)
D. Regeneración mediante semillas de diferente tipo
o propagalus diseminados por el viento:
B. Regeneración estaciona1 en claros que surgen entre la vegetación:
Otoilo:
Primavera:
- Arrhenatherum ela-- Acer pseudoplatanus
fior
- Fraxinus angustifolia
TABLA 16.Xll.
TABLA 16.XI.
Agrostis tenuis
Dactylis glomerata
Holcus lanatus
Deschampsia flexuosa
Festuca rubra
Poaannua - - - - Agrostis stolonifera
Lolium perenne
Poa pratensis
Festuca ovina
Deschampsia caespitosa
Arrhenatherum elatius
Festuca arundinacea
Agropyron repens
....
Festuca gigantea.
27
5
LEGUMINOSAS Lotus corniculatus
Trifolium pratense
T. repens
Vicia sa:iva
Lupinus sp.
Medicago lupulina
Ulex europaeus
Cytisus scoparius
Trifolium dubium
Lathyrus montanus
Anthyllis vulneraria
Tabla 16.Xll.
-
(Continuación)
-
OTRAS
HIERBAS
Epilobium angustifolium
Tussilago farfara
Rumex acetosella
Cirsium arvense
Heracleum sphondylium
Taraxacum officinale
Senecio viscosus
Hieraciurn pilosella
H. umbellatum
Leontodon hispidus
Polygonum aviculare
Cerastium fontanum
Rumex crispus
R. obtusifolius
Linaria vulgaris
Achillea millefolium
Centaurea nigra
Plantago lanceolata
CNsium vulgare
Reseda luteola
Ranunculus repens
Senecio jacobaea
Matricaria ma tricarioides
Solanum dulcamara
Senecio squalidus
Convolvulus an~ensis
Chrysanthemum leucanthemum
Atriplex patula
Stellaria media
Senecio vulgaris
74
64
59
59
36
36
32
32
32
27
27
27
27
27
22
22
22
18
18
18
18
18
18
18
18
14
14
14
14
9
Plantago lanceolata
Epilobium hirsutum
Digitalis purpurea
Senecio sylvaticus
Potentilla erecta
Artemisia vulgaris
Atriplex hastata
Dipsacus fullonum
Urtica dioica
Rumex acetosa
Epilobium parviforum
Spergularia rubra
Solanum nigrum
Tripleurospermum maritimum
Calystegia sepium
Teucrium scorodonia
Sonchus arvensis
Potentilla reptans
Galium saxatile
Juncus effusus
Reseda lutea
Ranunculus acris
Centaurea scabiosa
Sonchus oleraceus
Hypochaeris radicata
Plantago major
HELECHOS
Pteridiurn aquilinum
Equisetum arvense
1
1
(') Todas las spp. se presentan de forma natural o naturalizada en la Peninsula Ibérica.
Los hábitat'pobres en nutrientes son muy frecuentes en
la restauración de las explotaciones mineras, por regla general se presentan suelos muy ácidos o muy calizos o derivados de serpentina, etc. En estos casos las plantas acusan una falta de disponibilidad de nutrientes bien por el
bloqueo de éstos, bien por la falta de agua, y también porque la absorción fisiológica queda bloqueada. Especies típicas de suelos ácidos son la Erica cinerea, Calluna vulgaris y Vaccinium myriillum.
En cuant0.a la adaptación a las perturbaciones cabe citar las especies que se suelen situar en la zona de fluctuación de los niveles de agua en zonas con un cierto grado de encharcamiento temporal, así: Poa annua, Polygonum aviculare, Stellaria media, etc. O en los terrenos muy
compactos debidos al pisoteo y la maqliinaria, como son:
Bromus rnollis, Trifolitirn dubiurn, Medicago lupulina, Plantago lanceolata, Cirs~urnacaule, Polygonurn aviculare,
Poa annua, etc. La respuesta de las especies vegetales
a estas situaciones se traduce en que son de tamario pequeño, formas amacolladas rastreras y tipos arrosetados
(relacionado con el pisoteo). En este grupo también se encuentran las consideradas especies ruderaies muy frecuentes en las áreas mineras y sus aledaños: Papaver
rhoeas, Viola arvensis, Anagallis arvensis, etc.
3.
ESQUEMA METODOLOGICO BASICO PARA
LA CELECCION~E ESPECIES -
El valor de las distintas especies para la consecución
de unos objetivos determinados es diferente, y diferente
también es su respuesta frente a un medio ambiente de
características concretas, tanto en lo que se refiere a su
capacidad para desarrollarse, como a los efectos que produce sobre el mismo. EI proceso de selección planteado
de forma genérica y esquemática debe abordar, entre
otros, la valoración comparativa de las especies respecto
a su adecuación al medio, la consecución de los objetivos, y las premisas o directrices bajo las que se concibe
la restauración, de forma que la especie o especies elegidas sean las que optirnicen todos los objetivos que se
plantean.
Dada la variada gama de factores que pueden condicionar estas valoraciones, y las interacciones entre 10s
mismos, no es posible, ni conveniente, establecer un Único método sistemático. detallado y rbido para llevar a
cabo el proceso de selección. Para cada zona y para cada
objetivo o conjunto de objetivos la naturaleza de los factores y el peso con que intervienen en la valoración o que
se consideren limitantes para el empleo de una especie
- Primero, mediante una etapa de preselección encami-
pueden ser muy diferentes, por tanto, el método de selección ha de ser abierto y flexible; resulta más prudente un
método iterativo de aproximaciones sucesivas al problema que permita la detección de los acondicionantes~particulares en cada caso (tanto ambientales como de otro
tipo: técnicos, económicos, sociales, etc.), que establecer,
a priori y de forma genérica, un orden de importancia de
los factores y realizar una criba secuencial de especies de
acuerdo con el criterio prefijado.
Ante la necesidad de adaptar el proceso de selección
a cada caso concreto, parece evidente que Rste tenga en
consideración la valoración de las especies respecto a los
factores apuntados. Será necesario, por tanto, analizar las
características de las especies (exigencias, tolerancias,
cualidades, etc.) en relación con las del medio en la localización concreta donde se desea realizar la actividad
restauradora.
Una vez establecidas estas zonas como ámbito de aplicación del estudio o hábitat de referencia será preciso ir
acotando progresivamente las especies que se consideran candidatas a la elección. Dado que es mucho más fácil definir la total inadecuación de una especie para su uso
en un plan de restauración minera que definir su grado de
adecuación, se plantea el proceso de selección de la forma siguiente:
nada a la eliminación de todas aquellas especies que
no cumplan alguno de los requisitos necesarios fundamentales.
- Segundo, con una etapa de valoración, en la que se
pretende establecer el grado de adecuación de cada
una de las especies seleccionadas en la fase anterior,
- Y por último, una etapa de optimización, en la que, mediante la valoración comparativa del grado de adecuación de las distintas especies, se elijan las mds idóneas.
En la Fig. 16.8 se presentan de forma esquemática las
consideraciones antes apuntadas para la elección de
especies.
Este análisis sólo es abordable estableciendo como
punto de partida una zonificación del territorio minero, primero en unidades fisiográficamente homogéneas (Tabla 16.Xlll) y después en unidades ecológicamente homogéneas (Tabla 16.XIV), es decir, en las que se prevea una
misma respuesta tanto del medio como de la vegetación
a implantar.
PRESELECCION DE UN
CONJUNTO DE ESPECIES
I
I
- Adecuación a los objetivos
- Adecuación al medio
- Adecuación a las directrices
I
I
I
Y
VALORACION
SR x SP.
1
I
y restricciones de diseño
- Adecuación a otros factores
I
l
1
1
OPTlMlZAClON POR
COMPARACION ENTRE
LAS DISTINTAS SPI?
1
I
ESPECIES IDONEAS ELEGIDAS
Figura 16.8. Esquema metodolc5giw básico para la selecc~ónde espeaes
TABLA 16.Xlll.
TIPO DE
EXPLOTAC'ON
Minería cielo ab~erlo
M ~ n e r í asubterranea
Canteras
Graveras
EJEMPLO DE UNIDADES FISIOGRAFICAMENTE HOMOGENEAS PRESENTES EN DIFERENTES
EXPLOTACIONES MINERAS SUSCEPTIBLES DE RESTAURACION
DE
CORTA
X
Y
OERRUBiO PMTAFORMA ESCOM.
DEL PIE
",p)
DE FRENTE
X
TERRAPLEN
CAMINO
DE ACCESO
ALEDANOS
X
X
X
X
X
X
Y
x
x
x
x
x
x
x
1
ESCOMAIREA. ENTRA.
BRERA HUECO
DEROS DAS
PIE
x
Acopio'.
MATE T. VEG
X
X
-
X
X
x
X
'
TABLA 16.XIV.
EJEMPLO DE DETERMINACION DE UNIDADES ECOLOGICAMENTE HOMOGENEAS
---
CARACTERISTICAS AMBIENTALES
UNIDADES
FlSlOGRAFlCAS
HOMOGENEAS
EXPOSlClON
ALTITUD
O
100
200
300
400
PENDIENTE
.
VEGETACION
500 N S E W TV <3 % 3-10 % 10-25 % >25 % A B
C D Etc
Frente de
explotación
Aledaiios
(*)
(7
(7
A: ruderales
6: rupicolas
C: fisuricolas
D: etc.
(') La unidad ecoljgicamente homogénea es aquella que está presente en la zona a restaurar situada a 300 m.s.n.m., en una orientación sur, con una pendiente del 3 al 10 % y con especies vegetales de los grupos A y C, que se especifican tambien.
1candidatura.3 de cualquier especie. Para definir estas
.<reglas de exclusión~~
habrá que estudiar y puntualizar:
- Los objetivos de la restauración y el uso concreto que
se ha asignado a la zona, y la importancia relativa que
se concede a cada uno de ellos.
- El tipo de características o requisitos mínimos que deben reunir las especies para cumplir los objetivos
fijados.
- Las caracteristicas medioambientales que las especies
han de ser capaces de soportar en la zona a restaurar
buscando principalmente detectar aquellos factores del
medio que puedan resultar limitantes para el desarrollo de gran número de especies (Tabla 16.XV).
Foto 16.2. Talud final de cantera colonizada con el paso del
tiempo. Garraf. Barcelona.
3.1.
Preselección de especies
En esta etapa, se trata de acotar el conjunto de especies candidatas a la elección mediante la exclusión de
aquellas que se consideren totalmente inadecuadas por
cualquier motivo. Sin esta preselección previa la valoración de las especies sería en la práctica inabordable.
Esta etapa, que aunque de forma inconsciente se lleva
a cabo siempre, tiene por otra parte gran importancia; la
exclusión de algunas especies,. antes. de su valoración
comparativa frente a otras respecto a los distintos factores, puede dar lugar a que no se alcance la solución óptima; o reducir la selección de especies a la elección de
la más idónea entre un pequeño grupo más o menos estandarizadc (ciertas especies de leguminosas o gramínea~).
La realización práctica de esta tarea admite distintos enfoques o aproximaciones al problema; éstos agilizarán en
mayor o menor medida el proceso de preselección dependiendo de las circunstancias que concurran en cada caso.
Antes de comenzar, es conveniente siempre tener muy
claro cuáles son los requisitos mínimos, o los umbrales
que se consideran limitantes para admitir o rechazar la
Aun no presentándose ninguna de estas condiciones
extremas, el clima y el suelo suelen. ser los factores ecológicos que condicionen con mayor frecuencia el establecimiento de un determinado tipo de vegetación. Las exigencias climáticas de !as especies suelen ser más estrictas que las edáficas, o al menos están más estudiadas,
por lo que en general, y salvo que exista algún otro factor
ecológico claramente determinante, se suele utilizar como
primer criterio eliminatorio.
Entre los datos meteorológicos mas utilizados paradescribir los limites de distribución de una especie se pueden
- - - - - .. .
citar:
- Las temperaturas máximas, mínimas y medias anuales o de los períodos vegetativos, en los meses más
fríos o más cálidos.
- Las precipitaciones medias anuales o de los períodos
vegetativos, los días de lluvia.
- La humedad relativa estaciona1 y anual.
Los índices y diagramas que relacionan distintos rlementos del clima con la posible presencia de un determinado tipo de vegetación son muy numerosos.
Entre ellos cabe citar los diagramas ombrotérmicoS de
Gaussen-Walter, los índices fitoclimáticos de Allue Y 10s
diagramas bioclimáticos de Montero de Burgos y Gonzalez Rebollar.
TABLA 16.XV.
FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DESARROLLO DE LAS PLANTAS
CARACTER
CLlMATlCO
-
FACTOR
- TEMPERATURA
- PREClPlTAClON
- VIENTO
MEDIDASDE CORRECCION
- Elección de spp. que se acomoden al clima local.
- Determinar la estación húmeda en climas secos.
- Determinar la estación fría en climas cálidos.
- Mejorar textura del suelo para aumentar el poder
de retención del agua.
agua (riego) temporalmente donde sea
necesario.
- Aportar
EDAFICO FlSlCO
- TEXTURA DEL SUELO
- MATERIA ORGANICA
- AGREGAClON Y ESTRUCTURA
DEL SUELO
- DENSIDAD, POROSIDAD Y COM-
EDAFICO QUlMlCO
- Separar los materiales al comienzo de las operaciones: útiles de no útiles (materia orgánica y otros).
- Prevenir compactación (ripar, escarificar, etc.).
- Prevenir aireación adecuada por drenajes, modifi-
PACTACION
- COLOR, ESTABILIDAD
caciones de la estructura del suelo (cultivo, adición
del material orgánico).
- Alterar el tamaño de los materiales.
- Elección de especies vegetales rompedoras.
- TOXICIDAD
- Adición de caliza, fosfatos y materia orgánica para
- Metales pesados.
- Solubilidad de metales.
- Concentración crítica de metales.
- ACIDEZ Y ALCALlNlDAD
- NUTRIENTES
- SALlNlDAD
reducir la toxicidad de los metales.
- Dilución.
- Uso de plantas tolerantes a la contaminación.
- Incorporación de abono y materia orgánica.
- Controlar el drenaje.
- Aplicar un -mulch*~superficial para controlar temperatura de superficie.
- Regar para que por drenaje e infiltración se arrastren las acumulaciones salinas.
plantas que toleren suelos salinos:
- Seleccionar
Cynodon dactylodon
Atriplex numularia
Chloris gayana (sp. exótica)
Trifolium repens
Alopecurus pratensis
- Rec6ger semillas de spp.
que vivan en suelos
salinos.
--
Aunque la comparación entre homoclimas, como método para preseleccionar es un buen criterio, en su aplicación debe tenerse en cuenta que:
- El clima de la estación que debe considerarse en la
comparación es el de la localidad concreta donde está
ubicada la mina, no el macroclima g6iieial'deTa [EiZona.
Se considerarán valores de los factores climáticos tales como la altitud, la exposición, pendiente, situación
topográfica, proxiinidad de superficies de agua libre,
etcétera.
- La información que proporcionan debe ser considerada con cautela, especialmente cuando se refiere a especies exóticas y a aquéllas con gran área de distribución y que presentan gran número de procedenciasy/o
variedades; existen numerosos ejemplos que muestran
el buen comportamiento de exóticas en climas y latitudes muy diferentes a los de su hábitat primitivo; también están demostradas las considerables diferencias
que presentan, en su adaptación a distintos climas y
suelos, las diversas procedencias de algunas especies
(Jackson, 1984). Por esta razón el criterio no debe aplicarse'de forma rígida y se deben buscar características de plasticidad y adaptabilidad relativas a diferen..
tes situaciones.
Por otra parte, en la preselección siempre cabe analizar el posible rechazo de aquellas especies con exigencias o tolerancias estrictas conocidas respecto a alcjún fenómeno, caracteris:ica o elemento ambiental del tipo:
- Edáfico: fertilidad, profundidad del suelo, aireación o
permeabilidad, pH, abundancia de calcio, salinidad...
- Climático: luz (fotoperiodo y temperamento), humedad
atmosférica. vientos costeros, secos o fuertes, tormentas de nieve...
- Biótico: presencia de micorrizas, susceptibilidad a plagas y10 enfermedades ..
que puede diseñarse un banco de datos de este tipo puede consultarse el trabajo: *<Seleccióny Cultivo de Plantas
para la Recuperaciónde Terrenos Alterados por las Obras
Viarias. (MOPU, 1986):
Un banco de datos utilizable en la fase de preselección
puede constar de una ficha para cada especie en la que
se indiquen:
La preselección así planteada consiste en cualquier
caso en un proceso en el que se van contrastando las características de las especies con las características ambientales de la zona y10 los requisitos pedidos, eliminando progresivamente aquellas que resulten claramente incompatibles o inadecuadas a cualquiera de ellas. Tan importante será por tanto conocer las condiciones ambientales y los requisitos pedidos como tener una información
adecuada sobre las caracteristicas de las especies que
permita definir si son o no rechazables.
Con respecto a este último punto resulta muy útil disponer de un banco de datos que permita el acceso rápido
y sencillo a la información referente a las caracteristicas
de las especies, y que sea fácilmente ampliable o actualizable. Si la información contenida en esta base de datos
es lo suficientemente detallada podrá también ser utilizada en las etapas siguientes del proceso de selección
(Tabla 16.XVI).
En la actualidad existen ya algunos programas de ordenador comercializados, diseñados para ayudar a seleccionar especies para determinados fines, que cuentan con
una base de datos muy amplia en cuanto a numero de especies se refiere. Como guía orientativa de la forma en
Z
- Grupos de vegetación potencial en que aparece, y series o pisos de vegetación en que se encuentra confinada.
- Restricciones del medio - limitaciones o requerimientos respecto:
Al clima: limitaciones altitudinales, térmicas y pluviométricas de su hábitat, etc.
Al suelo: pH, tolerancia al encharcamiento, las sales, la caliza activa, la baja fertilidad, etc.
Otros: micorrizas, resistencia a plagas, enfermedades, sustancias tóxicas, etc.
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Anthyllis vulneraria
Astragalus lusitanicus
Biserrula pelecinus
Cornicina anthyllis
Lathyrus heterophyllus
Lotus corniculatus
Medicago minima
Medicago satrva
Onobrychis sativa
Ornithopus compressus
Ornithopus pinnatus
Psoralea bitumrnosa
Trifolium angustifolium
Trifolium alvense
Trrfolium cherlen
Trrfolrum ~sthmocarpum
Trrfolrum repens
Trifolium spumosum
Tr~follurnstellatum
Trrfolrum subterraneum
V~ciacracca
Vrcra satrva
- Grupo taxonómico al que pertenece.
CARACTERISTICAS Y CUALIDADES DE LEGUMINOSAS Y ROSACEAS
TABLA 16.XVI.
LEGUMINOSAS
- Nombre científico y vulgar.
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ROSACEAS
Sangursorba mrnor
A
-
Alta
M
Medid
B
-
Baja
X = Caracier positivo
- Carácter: autóctona, asilvestrada, o exótica.
- Forma de vida: árbol, arbusto...
especialmente la referente al cumplimiento de los objetivos o a la tolerancia a ciertas características ambientales:
- Aspectos relacionados con el paisaje: tamaño, tipo de
- Especies que cumplen los requisitos exigidos por al-
follaje, floración, coloración estonal, etc.
gún tipo de dedicación determinada del territorio (Tablas 16.XVll y 16.XVlll).
- Especies adaptadas a suelos calizos.
- Especies adaptadas a suelos calizos y yesosos.
- Especies adaptadas a suelos salinos y yesosos.
- Especies adaptadas a zonas costeras.
- Especies ripícolas, etc.
- Cualidades para distintos fines y posibles aplicaciones:
tapizante, ornamental, fruto con valor comercial, madera de calidad, mejoradora del suelo, etc.
También pueden almacenarse listas de especies que faciliten la búsqueda de algún tipo de información concreta,
TABLA 16.XVll. ESPECIES ARBOREAS ESPECIALMENTE INDICADAS PARA UTILIZAR EN LA RECUPERACION
DE ZONAS ALTERADAS POR EXPLOTACIONES MINERAS EN REGIONES TEMPLADAS CON FINES
ORNAMENTALES Y PAISAJISTICOS
DEMANDA DE
FERTlLlZAClON
ESPECIES ARBOREAS
ESPECIE
FIJADORA
DE
NITROGENO
Media
Acer pseudoplatanus
Alnus glutinosa
Baja
X
Alnus icana
Baja
X
Betula pendula
Baja
Betula pubescens
Baja
PH ('1
NIVEL DE
HUMEDAD
TOLERANTE
TOLERANCIA
CLIMATICA
N, B
Seco
Templado, calor
A, N, B
Húmedo
Templado
N,
Húmedo
Templado
N, B
Húmedo
Templado
N,6
Húmedo
Templado
A,
Fagus sylvatica
Media
A, N, B
Húmedo
Templado
Frainus excelsior
Media
N, B
Seco
Templado
Juniperus virginiana
Baja
A, N, B
Seco
Templado, calor
Larix leptolepis
Baja
A,
N,B
Seco
Templado
Pinus banksiana
Baja
A, N
Seco
Templado
Pínus nigra
Baja
A, N, B
Seco
Templadoi calor
Pinus rigida
Baja
A, N
Seco
Templado, calor
Pinus strobus
Media
A, N, 6
Seco
Templado, calor
Baja
A, N, B
Seco
Templado, seco
Platanus occidentalis
Media
N, B
Húmedo
Templado, calor
Populus tremula x tremulordes
Media
A, N,
Húmedo
Templado
Seco
Templado, calor
Pinus sylvesfris
Baja
Roblnra pseudoacac~a
--
-
-
-
-
-
-
-
-
X
A, N, B
-
-
Salix caprea
(') A: Acido; N: Neutro; B: Básico.
Fuente: Bradshaw and Chadwick. 1980
Baja
A, N, B
-
Húmedo, seco
-
--
Templado
TABLA 16.XVll (Continuación)
DEMANDA DE
FERTiLlZAClON
ESPECIES ARBOREAS
-
ESPECIE
FIJADORA
DE
NITROGENO
PH('1
NIVEL DE
HUMEDAD
TOLERANTE
TOLERANCIA
CLIMATEA
Salix cinerea
Baja
A, N, B
Húmedo, seco
Templado
Salix purpurea
Baja
A, N, 6
Húmedo
Templado
Salix viminalis
Media
N, €3
Húmedo
~emplado
Seco
Templado
Húmedo, seco
Templado
Sorbus aucuparia
Baja
Thuja occidentalis
Media
A,
N, B
N, B
do entre los objetivos prioritarios se encuentra el establecimiento de una vegetación de carácter estable que preserve y mejore la calidad de los recursos naturales (caso
de la conservación por ejemplo). Su utilización puede verse limitada por la falta de estudios sinfitosociológicos a la
escala adecuada, o por la incompatibilidad de las especies de la serie con la consecución de los objetivos. En
este Último caso deberá contemplarse la posible utilización de especies exóticas.
Otra posible vía a seguir para la preselección de especies es el estudio de,la dinámica de la vegetación en la
zona. Si se conoce la etapa serial actual de la vegetación
y la secuencia de comunidades de sustitución presentes
en la zona alterada (unidad ecológicamente homogénea)
que se desea repoblar, puede obtenerse una primera lista
de candidatos con las especies de la serie a partir de dicha etapa.
Este procedimiento de selección resulta muy útil cuan-
-
ESPECIES ARBOREAS SELECCIONADAS PARA RESTAURAR ZONAS MINERAS.
TABLA 16.XVlll.
FINES PRODUCTIVOS
1
1
1
CONDICIONES EDAFICAS
1
:gi
ARCILLOSOS
ARENOSOS
ESPECIES
DRE.
NADOS
Lans deadua
X
Pinus nigra
X
2
ALTO
(X) (1)
--
----------
Acerpse~tanus
X
X
Ahus glulinosa
1
1
NIVELE
TACION PRODICCM(
%;?
,,,,(
1
TOLERANCIA A
ESPECIE
EYE!E
(rn3%ab) TABLE
FUADORA
--
'
WSTRIAL
--
SI
No
Frío
Media
Bala
Media
10-16
No
NO
Calor
Alta
Bala
Alta
X
4-8
Si
NO
Bap
Ana
Ana
250
$F
I
X
X
X
4-8
Si
No
Galor
-Ana- - Alta
Alta-
X
X
X
8-12
Si
SI
Fno
Media
Saja
Alta
X
X
X
6-10
SI
SI
Fru
Media
Alta
I
I
8-12
Si
Si
Frio
Media
Alta
4-6
Si
No
Frio
Baja
Baja
I
Pinus rad~ata
CBIERVACoNES
XMpE. E X ~ IHE&
NITROGENO MTURA
cloN
DAS
Tolerante al aire salobre
-
-
X
1
8-12
X
X
X
Acer platanoides
Alnus mrdata
REOS
PH
<6
LIMI-
X
Calificación marginal.
Fuente W ~ l s o n ,1985 (Modificado )
X
100
12-20
Si
No
1I
'
--
Alta
Alta
Media Para desarrollarse
bien requiere zonas
profundas y IédileS
I
Calor
Baja
Baja
Baja
Tolerante al aire S*
lobre
1
3.1.1.
UTlLlZAClON DE ESPECIES EXOTICAS
El concepto de «especie exótica,, no debe entenderse
con límites políticos, sino estrictamente ecológicos e históricos (MONTOYA, 1984). Es evidente que algunas especies exóticas presentan caracteres que pueden ser muy
valiosos para determinados fines (recreo, ornamental), deberán, por tanto, incluirse entre la lista de candidatas a la
selección, y ser valoradas posteriormente de forma integral, como cualquier otra de las seleccionadas. Tan absurdo resulta el excluir a priori la posibilidad de su utilización para determinados fines, como el propugnar sus introducción sin valorar la viabilidad y consecuencias de la
misma. La cuestión no es, por tanto, rechazar a las exóticas por no estar presentes en la sucesión natural, ni justificar su utilización por su supuesta posible inclusión en
tales series, sino conocer su comportamiento y efectos
bajo un conjunto de condiciones ambientales dadas. Este
conocimiento, en general, sólo podrá lograrse mediante el
estudio de las especies en parcelas experimentales durante un periodo de tiempo significativo en términos de
vegetación.
Para utilizar estas especies se necesita:
- Conocer mejor las exigencias de las especies utiliza-
-
das con el fin de instalarlas en la estación adecuada,
lo que supone un estudio previo de introducción y la diversificación de las mismas.
Conocer los agentes patógenos bióticos y abióticos
que puedan dañar a estas especies lo que supone saber de su biología y de sus sistemas de combate y de
prevención.
Asimismo, se deberá tener presente el posible impacto
de las especies en la ecología del lugar donde se preten-
den introducir y sus efectos sobre suelos, régimen hídrico, vegetación natural y vida silvestre, sin olvidar los posibles riesgos sanitarios que pueden acarrear, así como
su efecto paisajístico:
- Pueden introducirse plagas que pueden incluso atacar
con violencia a las especies espontáneas.
- Pueden introducirse especies que acaban comportándose como peligrosas invasoras.
- Pueden producirse daños a recursos naturales ecológicos valiosos (contaminación genética, competencia
ecológica o económica).
- Pueden producirse daños imprevistos en el ecosistema, pues aunque las especies introducidas puedan estar incluso mejor adaptadas al medio que muchas de
las espontáneas, éstas, aun las más inadaptadas están integradas en el ecosistema, a diferencia de las introducidas, cuyos efectos a largo plazo suelen ser imprevisibles (Montoya, 1984).
Las observaciones presentadas corroboran la necesidad de basar la posible utilización de las especies exóticas sobre conocimientos válidos tanto en sus exigencias
respecto al medio, como de sus efectos sobre el mismo.
Cuando la falta de datos es un impedimento práctico queda patente la necesidad de investigación, y, en su defecto, aconseja obrar con la máxima cautela; la utilización de
especies autóctonas en estos casos parece recomendable para, en la medida de lo posible, prevenir y evitar los
riesgos mencionados.
se presenta la TaEn esta linea de la ~(preselección~~
bla 16.XIX en la que se refleja una relación de algunas especies arbóreas autóctonas y exóticas para las que se da
cierta información relativa a las posibles limitaciones de índole general que les afecta.
TABLA 16.XIX. HABlTABlLlDAD EDAFICA DE ALGUNAS FRONDOSAS
ESPECIE
Acer platanoides L.
(Arce)
L. (Sicomoro)
1
CONDICIONES OPTIMAS
1
1
TIPOS DE SUELOS
PREFERENTES
GENERALIDADES
Suelos fértiles, incluyendo suelos calcáreos o tierras bajas
yesosas
Tierras pardas básicas. Tierra parda calcárea. Tierra parda
arcillosa
Todos los suelos no
f é r t i l e S y ácido S
(fuertemente ácidos)
Especie usada en
suelos calcareos someros
francos, fértiles y bien drenados
en zonas ricas en nitrógeno y fósforo
Tierra parda básica.
Rendzinas (s. someros). Tierras pardo
calcáreas. Tierra
parda arcillosa. S.
gley calcáreos, profundos y superficiales
Como el fresno, pero
soporta mejor zonas
expuestas
Frecuentementepersistente a las heladas. Resiste la exposición y la contaminación de humos. Se
usa en monte alto y
como pantallas resistentes al viento,
mezclados con coniferas. Vegeta bien
en zonas de arcillas
grises. Fácil regene1 ración natural. Puede llegar a ser una
1
TABLA 16.XIX (Continuación)
1
ESPECIE
1
Alnus glutinosa L.
(Aliso)
I
CONDICIONES OPTIMAS
1
1
Resiste condiciones
de humedad extrema
Prefiere suelos ligeros en zonas secas.
Ambas especies
pueden crecer bien
en suelos relativamente poco fértiles
Tierras pardas básicas. Suelos antropizados. Podzoles. S.
tipo gley típicos (superficiales y profundos).
S. gley pardo superficial. S. gley podzol
superficial. Tierras
calizas
No deben plantarse
en zonas donde no
se puedan realizar
limpias por razones
silvicolas
Se suelen usarcomo
protectores de coniferas sensibles a las
heladas, o en bosques de hayas o robles, siendo necesario cortarlas después
de pocos años.
Apropiados p a r a
plantaciones en
monte alto. Indicados para plantar en
zonas o recuperar y
para recreo. Necesitan cuidados especiales en el transplante.
1
.
--
-
-
lt I
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'
I
iii!::
l
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a
1
!\
N
\\N
111
a!
Castanea sativa Mill.
(Castano)
Necesita un suelo
profundo, fértil y ácido. Mejor en zonas
cálidas y soleadas
Tierras pardas tipicas. Tierras pardas
básicas. Tierras pard a S p o d z ó l i c a s.
Tierras pardas arcillosas
Inapropiado para
suelos poco fértiles,
con riesgo de heladas o zonas expuestas, mal drenadas o
arcillosas compactas
Cuando la producción es para madera,
no debería dejarse
que alcancen gran
tamaño, debido al
riesgo de caída. Se
utiliza como sp. resistente al fuego, en
tierras bajas de brezales
Fagus sylvatica L
(Haya)
Suelos francos de
cualquier tipo, si el
drenaje es bueno
Tierras pardas arcillosas. Tierras par-,
das básicas. Suelos
pardos (arcilloso).
Suelos podsólicos.
Rendzinas
Evitar suelos densos, zonas mal drenadas, suelos muy
someros y lavados.
Evitar también las
depresiones (valles
con riesgos de heladas
Las hayas comunmente se asocian
con zonas calizas,
pero sin embargo, a
veces crece bien en
suelos ácidos. Neces i t a cuidados en
áreas expuestas, durante su juventud se
planta bajo cubierta
Tolera la contaminación de humos.
l\*, \\
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S
11
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1
1'
l.
13lt
1
N o es apropiado
para suelos turbosos
muy ácidos y pobremente aireados o en
suelos arenosos,
ácidos y secos
I
' / 11
GENERALIDADES
Tierras pardas básicas. Tierras pardas
(podzoles). Suelos
antropizados. Suelos
tipo gley (pobre a¡reación del subsuelo). Litosuelos
I
,
(
TIPOS DE SUELOS
PREFERENTE^
Especie muy dura y
que resiste condiciones extremas, aunque prefiere suelos
húmedos.Puedesoportar crecidas o
avenidas. Tipicos de
ribera
.
Betula pubescens
Ehrh.
Betula pendula
Rothm.
(Abedul)
1
1
1
TABLA 16.XIX.
1
ESPECIE
1
CONDICIONES OPTIMAS
1
(Continuación)
(
TIPOS DE SUELOS
PREFERENTES
1
GENERALIDADES
L
Fraxinus excelsior L.
(Fresno)
Buenas condiciones
de suelo. Buen crecimiento en suelos
francos calcáreos,
profundos y húmedos, pero bien drenados. Medran en
yesos y calizas
cuando el suelo es
profundo
Tierras pardas básicas. Suelos calizos
(calcáreos y arcillosos) S. tipo gley calcáreo. Suelos pantanosos
--
-
Evitar suelos secos o
someros de prados,
matorrales o eriales,
mal drenados y las
zonas arcillosas duras. Evitar, también,
depresiones con
riesgos de heladas y
situaciones de fuerte
exposición.
No son sp. adecuadas para plantaciones a gran escala, o
para usar en áreas
muy expuestas. Es
raro conseguir condiciones Óptimas excepto en pequeñas
áreas, esas zonas
deben elegirse con
gran cuidado. A menudo los mejores árboles se consiguen
en bosques mixtos.
-
Juglans regia L.
Juglans nigra L.
(Nogal)
Suelos profundos,
francos, fértiles y con
buen drenaje. Zonas
resguardadas cálidas
Tierra parda básica
Gley calcáreo (superficial). Tierra parda arcillosa
En general los suelos poco fértiles, las
zonas expuestas y
los suelos someros
con posibilidades de
heladas
Muy susceptibles a
las heladas de primavera
Populus nigra L.
(Chopo)
Crece bien en un
amplio rango de suelos, pero el crecimiento óptimo para
producción se da en
suelos de tipo franco
y en situaciones más
o menos protegidas.
Suelos aluviales ricos o pantanosos
(marjales) bien drenados y con buena
disponibilidad de
agua. El pH del suelo debería rondar el
5 5 . Típico de riberas
Tierras calizas. Suelos pardos tipo gley.
S. calcáreos tipo
gley. S. pantanosos,
marjales. Gley podsolizado (en superficie). Tierras pardas
arcillosas
Evitar zonas elevadas y expuestas y
suelos someros. No
se desarrolla bien en
aguas estancadas;
las avenidas ocasionales no son perjudiciales. Evitar turbas
ácidas y zonas de
brezales
Altamente tolerante
a la contaminación
atmosférica. Se suelen plantar para bordar zonas abandonadas. Los chopos
plantados para producción de madera
deben estar separados de 6 a 8 m. Si la
dedicación es para
combustible o pasta
de papel pueden
plantarse más juntos.
Prunus avium L.
(Cerezo silvestre)
Suelos de bosque,
fértiles; también suelos francos y profundos, sobre yesos
Tierra parda básica.
Rendzinas (S. someros). Tierras pardas
calcáreas
Suelos fuertemente
ácidos, compactados y arcillosos densos (pesados)
Uno de los pocos árboles con floración
vistosa,* y que produce buena madera.
Se usa como acompafiante en los bOsques de hayas o robles.
Quercus robur L.
Quercus petraea
(Matt.) (Roble)
Suelos francos, profundos, fértiles y bien
aireados. Pueden
crecer bien en suelos pesados y margosos
Tierras pardas básicas. Gley superficial
típico. Gley pardo.
Tierra parda arcillosa
Evitar suelos someros y mal arenados o
suelos poco fértiles.
No se desarrollan
bien en áreas muy
expuestas y ondonadas con riesgo de
j heladas
El Q. robur tolera
menos los siielos ricos en bases que el
0 .petrea. Ambas sp.
son muy estables al
viento
--
1
1
TABLA 16.XIX.
i,
I
1
Necesita suelos más
fértiles que los anteriores
Tierra parda típica.
Tierra parda básica.
Tierra parda podsolizada. Gley típico (superficial). Gley pardo. Tierra parda arcillosa
Evitar cualquier suelo con baja fertilidad
Suelos fértiles aluviales. Típico de
márgenes de ríos o
cursos de agua
Gley superficial par- Ninguna otra condido. Gley superficial ción que no sea la
.descrita
calcareo
.
Zonas fértiles y resguardadas
Tierra parda básica.
Tierras calizas
Quercus rubra L.
(Roble americano)
Salíx alba. (Sauce)
Tilia cordata Mill. Tilia
platyphyllos Scop.
(Tilo)
1
CONDICIONES
ADVERSAS
CONDICIONESOPTIMAS
.
l
TIPOS DE SUELOS
PREFERENTES
ESPECIE
1
-
8 1
,
A
'
(Continuación)
GENERALIDADES
En general producen
una buena madera
(aun en suelos pobres). Tiene un alto
valor ornamental,
por su colorido otoñal
Evitar suelos pocos
fértiles. No tolera exposiciones altas
Especies estables al
viento. Raramente
se consigue semillas
viables. Se puede
usar como árbol de
alineación para
reemplazar al olmo
Evitar cualquier suelo con baja fertilidad
Prospera bien en las
zonas de montafia.
Resistente a las heladas y a los vientos
- -
1
13
l
Ulmus glabra Huds.
(Olmo)
1'
/ j l C /
i 11;1 '
Suelos fértiles, profundos, francos y humedad ligera
Tierra parda arcillosa
i!l11 11
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111: 1 1 ,
I
11) lb1t
3.2. Valoración de especies
el grado con que satisfaga los requisitos de adecuación a
Una vez que se han eliminado, en la etapa de preselección, aquellas especies que no cumplen los requisitos
mínimos exigidos, habrá que valorar cuál o cuáles de las
candidatas seleccionadas son las más idóneas para Ilevar a cabo la repoblación que se pretende realizar.
La <(idoneidad. de cada especie depende de la forma y
los objetivos y al medio.
Para la elección final de una determinada especie es,
pues, necesario analizar previamente todos estos aspectos con cada una de las especies candidatas.
Si a lo largo del análisis se detecta que la especie no
cumple algunos de los requisitos necesarios se rechazará
su *candidatura,. (Tabla 16.XX).
l'(
1
,
l y 4 1
1;
¡i {
TABLA 16.XX.
11 1 ~
',
'
ALGUNAS ESPECIES FIJADORAS DE NITROGENO ADECUADAS EN LA RECUPERACION DE
TERRENOS MINEROS
I I
1;
í. 1,
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l
I
I
I
1
I
ESPECIES
Alnus glutinosa
A. incana
A. rubra
A. cordata
Robinia pseudoacacia
Cytisus scoparius
Melilotus sp.
Coronilla varia
Medicago sativa
Lathyrus sylvestris
Galega officinalis
FlSONOMlA
Arbol
Arbol
Arbol
Arbol
Arbol
Matorral
Herbácea
Herbácea
Herbácea
Herbácea
Herbácea
TOLERANCIA
PH
PREFERENCIA
CLlMATlCA
REQUERIMIENTOS
DE AGUA
Amplia
Amplia
Amplia
Básico
Acido
Acido
Básico
Básico
Básico
Amplia
Amplia
Amplia
Amplia
Amplia
Amplia
Amplia
Amplia
Calor
Amplia
Amplia
Calor
Calor
Humedad
Sequedad
Amplia
Amplia
Sequedad
Sequedad
Sequedad
Sequedad
Sequedad
Sequedad
Sequedad
1
Fuente DF Fourt (Personal Communication); y Bradshaw and
Chadwick (1980) (Modificado).
274
--
'IDA
(ANOS)
NECESlDAdDE
ESCARlFlCAClON
DE LAS
. SEMILLAS
+
+
50
50
50+
50 +
50+
8
2
1O
5
20
+
10
+
+
+
3.2.1.
ADECUACION DE LAS ESPECIES AL MEDIO
Uno de los requisitos necesarios para poder utilizar una
especie es obviamente que ésta sea capaz de sobrevivir
y desarrollarse bajo las condiciones ambientales locales.
En este sentido la especie será tanto más adecuada cuanto mayor sea la vitalidad (grado de vigor y prosperidad)
que alcance y cuanto más quede asegurada su estabilidad (permanencia).
La permanencia de la vegetación instaurada, aunque
puede no ser deseable a largo plazo (caso de las herbáceas exóticas), deberá mantenerse al menos a lo largo del
tiempo que se fije para cumplir los objetivos que se persigan. La estabilidad de la vegetación introducida va ligada a su adaptación con el resto de sus factores bióticos
y abióticos del medio en que se instaure y a su capacidad
para resistir los períodos o agentes desfavorables que
puedan presentarse.
Ruiz de la Torre (1976) cita entre las condiciones que
favorecen la estabilidad de las especies y las comunidades:
- El carácter autóctono de las estirpes integrantes de la
biocenosis. Ausencia o rareza de forheos, en-el-último caso estabilizados y sin manifestar agresividad.
- Adecuación al ámbito mesológico por parte de las
estirpes.
- Control recíproco de organismos antagónicos.
- Progresión avanzada.
Diversidad elevada.
Aislamiento (con relación a sistemas inestables) en espacio y tiempo.
- Madurez y estabilidad del suelo.
- Reproducción mixta (por semilla y vegetativa) de las
especies principales.
interaccioones de los factores fisiológicos y ambientales
básicos que aparecen en la Fig. 16.9. Los factores ambientales pueden incidir sobre los procesos fisiológicos y
morfológicos de forma directa o bien indirectamente, al
condicionar la magnitud de ellos.
La valoración dependerá, por tanto, de la información
de que se disponga sobre el medio, las especies y sus interacciones. En cuanto a estas últimas por lo general la
información es bastante deficiente; los datos sobre las exigencias y tolerancias de las especies respecto a los factores ambientales son escasas O imprecisas, y la posible
influencia de muchos de ellos sólo es conocida parcialmente por lo que a veces sólo pueden tenerse en cuenta
algunos aspectos: acción indirecta sobre otros factores o
Inflriencia"no'~cüantificadasobre ciertos procesos de los
que se conocen sus principios generales.
Por ejemplo, cada especie vegetal tiene un rango de
temperatura para el cual vegeta de forma óptima y de forma asociada, un limite superior e inferior de temperatura,
que condiciona cada una de sus funciones fisiológicas básicas de su desarrollo general. Así estos datos pueden ser
o no conocidos, pero se sabe que este factor temperatura
actúa directamente sobre las plantas y condiciona la velocidad con la que llevan a cabo sus procesos fisiológicos,
e indirectamente de muchos otros modos: la temperatura
incrementa la transpiración y origina perdidas notables de
la humedad del suelo a través del bombeo de agua a la
atmósfera mediante la transpiración. .
-
Foto 16.3. Escornbrera de dolomia en el Valle de Padul. Granada.
A parte de estas consideraciones genéricas debe tenerse en cuenta que, en última instancia, la habilidad de una
especie en particular para desarrollarse en un ambiente
determinado depende de su capacidad para expresar su
potencial genético a través de su fisiología dentro del medio al que está expuesta (Daniel et al., 1982).
El estudio ecofisiológico del desarrollo de las plantas
(árboles, arbustos, etc.) contempla el análisis de las
.
'
7
.J ~ ~ C T U R EAMBlCNT4LES
S
--\
FACTORES FISIOLOGIC05
Figura 16.9. Factores fisiologicos y ambientales. (Daniel el al..
1982).
- Las características de los factores ambientales primarios: luz, temperatura, concentración de Co2 en la atmósfera y en el suelo, disponibilidad de nutrientes, disponibilidad de agua y pérdidas por evapotranspiración, etc. El estudio de estos factores debe evidentemente contemplar las características ambientales que
lo condicionan: no es posible, por ejemplo, valorar la
disponibilidad de agua sin considerar las características edáficas o las pérdidas por escorrentía determinadas por la pendiente, la intensidad de la luz sin considerar la orientación y la pendiente, etc. En general,
puede decirse que en la práctica se menosprecia la influencia de los factores edáficos frente a los climáticos,
quizá-por que su toma en consideración requiere es_
tudios más laboriosos o por que se desconoce su importancia; esta circunstancia puede llevar a interpreta- - - - - - - - - - - - cioneserróneas del medio, respecto a la selección de
especies.
- La caracterización de estos factores debe incluir sus
. - -
.
valores tanto medios como extremos, y la distribución,
frecuencia, y variación de estos valores, ya que éstas
pueden condicionar el desarrollo de la especie e incluso determinar su superviviencia. Las exigencias y tolerancias de las especies, así como sus procesos vitales, sufren variaciones rítmicas, normalmente asociadas a los ritmos climáticos, por lo que es necesario
comprobar que el aumento de resistencias y los procesos de desarrollo estén sincronizados con los fenómenos rítmicos que se dan en el medio (Larcher,
1977). Fig. 16.1O.
LEYENDA
PESO SECO
iq/mz)
nan ciertas características o cualidades. Por tanto, el valor de una determinada especie en este aspecto depende
básicamente de cómo y en qué grado cumple los requisitos que condicionan la consecucion de estos objetivos en
el medio en cuestión.
La valoración debe tener en cuenta:
- Cada uno de los objetivos previstos.
- La posible influencia de las condiciones ambientales
que rodean la mina en las características que se valoran de las especies y, por tanto, en la adecuación de
éstas a los objetivos.
e
Distribución y eficacia de las precipitaciones, duración del día, etc., edáficos (fertilidad,profundidad del
suelo, etc.).
- La posible mejora que podría introducirse en la consecución de los objetivos con las técnicas de preparación
del terreno y los métodos de implantación de la vegetación.
- El papel que juega la especie en la consecución de los
objetivos puede concebirse como un aspecto más en
la explotación de un sistema multiuso (caso de un sistema silvopastoral, por ejemplo), como una etapa necesaria y transitoria (en un plan de restauración...).
TABLA 14.XXI. MEZCLAS DE GRAMINEAS Y
LEGUMINOSAS DE INTERES PARA DIFERENTES
TIPOS DE USO EN ZONAS DE CLIMAS
TEMPLADOS
(Segun Williamson et al., 1982)
PESO DE L A PLANTA
-
O
10
OESARROLLO DEL
SISTEMA RADICAL
Imm/a ABONO)
ESPECIE
RESPUESTA
Cynodon dactylon/Melilotus alba
Alto grado de cubierta en
lugares de baja fertilidad (será necesario
fertilizaciones suplementarias).
Alta producción de pasto
si es posible la fertilización de la zona.
OESARROLLO DEL
SISTEMA RADICAL
O
125
Figura 16.10. Relación entre la fertilización de una escombrera
y el desarrollo de su sistema radical.
En caso de que se detecten factores ambientales desfavorables para la introducción de la especie, deberá estudiarse hasta qué punto es posible paliar su efecto mediante las técnicas de preparación del terreno y los tratamientos silvo-pascícolas conocidos (Evans, 1984 (a)). En
estos casos también podrá considerarse la posibilidad de
superar estos factores desfavorables mediante la mejora
genética de la especie en la dirección deseada (Pardos y
Gil, 1986).
3.2.2. ADECUACION DE LAS ESPECIES A LOS
OBJETIVOS
El logro de los objetivos o finalidades con que se planea la recuperación o restauración de un área minera requiere que las especies que se empleen en la misma reu-
Festuca sp./Medicago sativalTrifoIium pratense
Festuca sp./Coronilla varia
Festuca sp./Melilotus
alba
Lolium perennefrrifolium
pratense1Medicago
sativa
Agrostis palustris/Melilotus alba
Panicum virgatumllespedeza sp.
Eragrostis curvula/Lespedeza sp.
Grado de cubierta alto.
Cubierta de alta densidad
sobre terrenos poco
fértiles.
Producción muy alta,
pero es necesario un
alto nivel de mantenimiento.
Cubierta alta densidad en
sustratos poco fértiles.
Cubierta de alta densidad
en sustratos de moderada a baja fertilidad.
Grado de cubierta moderado en sustratos de
muy baja fertilidad.
J
3.2.3. .ADECUACION DE LA ESPECIE A LAS
DIRECTRICES Y RESTRICCIONES DE
DISENO
Bajo este epígrafe genérico se presenta la idea de considerar la compatibilidad y grado de adecuación de la especie a todas aquellas directrices y restricciones de diseño bajo las que se concibe el proyecto de restauración.
Es el uso potencial de la zona minera restaurada el que
pone ciertas condiciones a las especies seleccionadas
previamente. Casi todo lo que se ha expuesto hasta aquí
hace mención expresa a la selección de especies naturales o naturalizadas y conviene puntualizar que todo lo dicho sirve para especies de todo tipo: arbóreas, arbustivas, subarbustivas, herbáceas, etc. Es decir, si se vuelve
a la Fig. 16.2 las restricciones de diseño están presentes
en los-criterios ecológicos, en los paisajísticos y en los
económicos y hacen referencia tanto a los aspectos técnicos: métodos y modos de disponer las especies vegetales en la zona a restaurar, como a los aspectos funcionales y estructurales del nuevo escenario creado.
Claro está que los criterios paisajísticos son los que más
importanciatienen en esta adecuación: especies que cumplen paisajísticamente la función para la que han sido seleccionadas, pero no hay que olvidar que aun dentro de
los criterios económicos un mal diseno, fundamentalmente en la estructura espacial de disposición de las especies
seleccionadas, puede dar al traste con la consecución de
los objetivos, piensese en objetivos productivos de ámbito forestal donde una disposición muy junta de los árboles o muy abierta puede resultar perjudicial para su propia supervivencia.
- La disponibilidad de la especie: el suministro de una
cantidad suficiente de plantas o semillas de las especies deseadas puede fallar por diversos motivos: por
tratarse de una especie rara, por ser por la procedencia o el origen de las semillas difíciles de obtener, por
una baja producción de semillas esos años, por pérdidas en los viveros, etc. Aunque la disponibilidad no debería dictar la selección de especies conviene considerarla (Evans, 1984 (a)), especialmente cuando se
trata de una especie no comercializada. En este caso
debe plantearse la posibilidad de su obtención ya sea
en la naturaleza o en vivero, incluso con perjuicio para
el propio comienzo de la ejecución del proyecto de
. restauración.
- La falta de conocimientos sobre la instalación'y manejo....de
especie. Esta circunstancia no resta valor
.... alguna
.
a la especie en sí, pero puede suponer en la práctica
un serio inconveniente. La aplicación de técnicas más
o menos estandarizadas puede reducir el éxito de.la
restauración.
3.3.
Especies idóneas
Tras el análisis de los distintos aspectos que definen o
condicionan la adecuación de cada una de las posibles especies candidatas a la repoblación proyectada queda,
como última fase del proceso de selección, su valoración
comparativa para elegir entre ellas las más idóneas (puede resultar una Única especie).
Pueden seguirse distiritos métodos para llevar a cabo
este proceso de optimización en el que entran en juego
gran número de variables o factores; pero, en cualquier
caso, habrá que exigir unos niveles o requisitos mínimos
a cada uno de los factores considerados en la valoración
y una jerarquía entre ellos, para que la optimización sea
factible.
En este sentido, Brunig (1984) hace las siguientes
recomendaciones:
- Tender a la máxima diversidad biológica, actividad y
Foto 16.4. Globularia alypum (Globulariaceas) en una cantera
de caliza.
complejidad de organización compatible con los objetivos.
- Considerar los efectos y rendimientos a corto, medio
y largo plazo en la valoración de las especies alternativas.
- Evitar óptimizaciones a un objetivo Único definido; en
general la optimización no se logra con un objetiv6 Único, y puede que ni siquiera con uno prioritario. Aplicar,
por el contrario, unos principios de optimización amplios que tiendan a lograr:
e
3.2.4. OTROS FACTORES QUE PUEDEN
CONDICIONAR LA UTlLlZAClON DE LA
ESPECIE
A parte del estudio de la especie frente al medio y los
objetivos. deben considerarse los aspectos técnicos, económicos, sociales, culturales e incluso jurídicos que pueden condicionar su selección.
Entre los factores mencionados. cabe destacar por SU
importancia:
9
La supervivencia y mantenimiento en el tiempo de
la vegetación.
Una alta capacidad de amortiguación de la vegetación y el suelo (lo que dará al ecosistema una menor fragilidad).
Una alta adaptabilidad técnica y económica en el
manejo.
Gran flexibilidad en la obtención de productos ante
la posible variación de las condiciones económicas
(ylo ambientales (flexibilidad ante la demanda).
- No olvidar que los fallos en el logro de los objetivos se
deben principalmente a la inestabilidad creada por las
estructuras ecológicamente inadecuadas de la comunidad y por los fenómenos adversos poco frecuentes
(inesperados o impredecibles).
Estas recomendaciones, aun siendo muy generales,
pueden servir como guía orientativa a la hora de establecer criterios.
En general, la dificultad estriba en el hecho de que en
la valoración intervienen factores que no pueden medirse
con la misma métrica o que son difíciles de cuantificar (estabilidad, adaptación, etc.).
Los objetivos del proyecto se pueden alcanzar mediante una selección adecuada de especies vegetales, que se
basará en los estudios de las características generales del
medio. Un esquema del proceso de selección de especies
vegetales se especifica en la Fig. 16.10.
1
UMITANTES
5
- Paisqe
1
1/
FUENTE DE DATOS
- Fbafayveqemwn
H
OBJETIVOS
- Esiabiiización de dreao
1
- InIegra&n
Comporwnls
psim'lska
eOl&ca int- Idenl'idad del medio
,-,-t
%c
:2:E:S
JARDINEROS
Y
SELECCION DE ESPECIES
DEFINITIVA
Foto 16.5. Pipfatherurn miliaceum (Grarninea).
Figura 16.10. Selección de especies vegetales.
4.
ESTUDIO DE UN CASO PRACTICO
Como resumen a este apartado se presenta el proceso
seguido para la selección de especies para restaurar
áreas mineras a nivel de detalle de proyecto de unas áreas
alteradas por extracciones de minerales en la provincia de
Alava. El objetivo consistía en la integración de estas zonas en el paisaje circundante para ser aprovechadas bajo
un uso extensivo por actividades agrarias (pastoreo) y recreativas (caza),
Es dificil hablar de integración en un paisaje si previamente no se ha estudiado éste y se ha diferenciado, en
su análisis, sus elementos y componentes.
La vegetación es uno de ellos y su descripción es importante ya que así se conoce el ambiente general del entorno, pero se necesita algo más, bajar de escala y llegar
a interpretar el reparto de la vegetación: de una parte en
el medio, microcomunidades edáficas y fisiográficas, y de
otra, quién compone estas comunidades y su reparto en
el espacio. De su conocimiento se podrán establecer modelos que se plasmen en el espacio real y que lo imiten,
esa es la intención. Su función, estabilidad y dinámica se
escapa de las manos. En esta línea se recomienda diseñar un plan de seguimiento y control de las áreas restauradas que con el tiempo complemente la información y
ayude a corregir, y no arrastrar. los errores que se pueden cometer en este proyecto.
En ella se combinan los factores limitantes constituidos
por el medio, con la fuente de datos que es el material relativo a la vegetación disponible en primera instancia, de
lo que resultará una zonación en la que se detallará el rango de variación ecológica de las especies. Estas, según
se planten o siembren, tendrán una disponibilidad diferente para adquirirlas en el mercado; habrá especies muy interesantes no comercializadas con las que se podrán contar en princibio.
De los objetivos del proyecto y de las diferentes áreas
a tratar surgen los condicionantes que marcarán el uso de
la vegetación y, por tanto, la seleccidn previa de las especies. En el caso de que no hubiera resultado elegida
ninguna especie o no existiera, dado el tipo de condicionantes, habría que recurrir a las especies que pueden facilitar los viveristas y jardineros, si esto no sucediera se
dispone de la selección de especies definitiva.
El criterio que se ha manejado para llegar a la zonación
en el caso del presente proyecto ha sido el de uiilizar las
formaciones descritas en el estudio de la flora y vegetación del proyecto como base para seleccionar las especies, de manera que se han seleccionado especies de todas ellas.
Conocidos los condicionantes de la zona que básicamente vienen dados por las diferentes áreas a tratar, la selección definitiva de especies se presenta en las Tablas
16 XXll a 16.XXIV.
TABLA 16.XXII.
AGRUPACIONES VEGETALES
VALLES SUBMEDITERRANEOS
BOSQUES
MATORRAL
AGRUPACIONES
HERBACEAS
Quercus faginea. llex aquifolium.
Acer campestre. Crataegus monogyna. Genista hispanica. Erica vagans.
Arctostaphylos uva-ursi. Rosa arvensis.
Rubus iilmifolius. Sambucus nigra. Viburnum lantana. Ligustrum vulgare.
Prunus spinosa. Lonicera etrusca.
Buxus sempervirens. Thymus vulgaris.
Lolium perenne. Brachypodium pinnatum. Trifolium repens. Brachypodium retusum. Bromus erectus. Festuca rubra. Lotus corniculatus. Sanguisorba minor. Medicago sativa.
OnobycNs viciifolia.
Quercus coccifera. Rhamnus alaternus. Genista scorpius. Dorycnium pentaphyllum. Arctostaphylos uva-ursi.
Osyris alba. Lavandula latifolia.
Avenula bromoides.Koeleria vallesiana.
QUEJIGAL
-
ENCINAR
Quercus ilex. Phyllirea angustifolia.
Viburnum tinus. Arbutus unedo. Ligustrum vulgare. Juniperus communis. Hedera helix. Clematis vitalba.
TABLA 16.XXIIt.
A
-
AGRUPACIONES VEGETALES
MONTANAS MERIDIONALES
MATORRAL
AGRUPACIONES
HERBACEAS
Viburnum lantana. Lonicera etrusca.
Prunus mahaleb. Arctostaphylos uvaursi.
Brachypodium pinnatum. Festuca gr.
rubra. Briza media. Poa pratensis.
Bromus erectus. Trifolium montanum. Sanguisorba minor.
Erica vagans. Genista hispatiica.
Brachypodium pinnatum.
Festuca indigesta. Anthyllis vulneraria. Brachypodium retusum. Dactylis
glomerata. Coronilla rninima.
BOSQUES
QUEJIGAL-ROBLEDAL CALCICOLA
Quercus faginea. Quercus pubescens. Acer monspessulanum. Buxus
sempervirens. Amelanchier ovalis.
Corylus avellana. Crataegus monogyna. Spyrea hispanica.
ENCINAR MONTAN0
Quercus ilex. Buxus sempervirens.
Juniperus phoenicea. Amelanchier
ovalis. Lavandula latifolia. Pistacia terebinthus. Artostaphylos uva-ursi.
TABLA 16.XXIV.
AGRUPACIONES VEGETALES
LA RlOJA ALAVESA
P
BOSQUES
MATORRAL
AGRUPACIONES
HERBACEAS
CARRASCAL
Quercus ilex. Arbutus unedo. Phyllirea angustifolia. Lavandula latifolia.
Quercus faginea. Juniperus communis.
Genista scorpius. Thymus vulgaris. Brachypodiurnretusurn. Coronilla miCistus albidus. Rosmarinus officinalis. nima. Koeleria vallesiara. Avenula
bromoides.
Asparagus acutifolius.
4.2.
4.2.1.
Siembras
DOSIS DE SIEMBRAS
La siembra se realiza sobre las superficies homogéneas
definidas y tiene como objetivo prioritario, gracias a la facilidad de germinación de las semillas que se utilizan, instalar vegetación en aquellas zonas que presentan dificultad para que lo hagan las plantas de forma natural y a corto plazo, así como realzar y ampliar el grado de cubierta
de superficies con vegetación rala y frenar o evitar los procesos de erosión de las áreas desnudas y carentes de vegetación: taludes, frentes de corta, escombreras, etc.
Las siembras generalmente se llevan a cabo con especies herbáceas vivaces que cumplan los objetivos antes
especificados. Estas siembras se llevarán a cabo con una
mezcla de especies que garanticen su éxito.
El cálculo de la dosis de siembra estimada para recubrir áreas como las que se presentan después de finalizada, las operaciones mineras, se hacen según la cantidad de semilla que se estime conveniente, compuesta por
una proporción compensada de gramíneas y leguminosas
herbáceas y leñosas que garanticen la recuperación vegetal. Debido a que el interés de las siembras también
está en ir adecuando el suelo de modo que se facilite, en
TABLA 16.XXV.
el área tratada, la incorporación de especies vegetales del
entorno, se ha estimado conveniente incorporar en la dosis de siembra una proporción pequeña de semillas leñosas arbustivas presentes en la zona, para acelerar los procesos de recuperación vegetal. De estas especies una
proporción elevada son leguminosas, para favorecer aún
más la incorporación de N, al suelc.
Se ha procurado que en la mezcla de especies estén
representados componentes de las principales comunidades vegetales de la zona, Tabla !6.XXV.
Una de las técnicas habituales que se utilizan en la recuperación de áreas alteradas, es la aplicación de hidrosiembra cuyo fin básico es frenar los procesos de erosión
lo más rápidamente posible en zonas desprovistas de vegetación o que no reúnen condiciones para una instauración de la vegetación natural a corto plazo.
Los componentes básicos de la hidrosiembra para este
proyecto son: agua, mulch, estabilizante y semillas. La
proporción de cada uno de ellos varia según el tipo de
mezcla de hidrosiembra prevista.
SELECCION DE ESPECIES. COMPONENTES DE LAS SIEMBRAS SEGUN PRINCIPALES
COMUNIDADES VEGETALES PRESENTES
Según la tipologia de zonas a recuperar se han preparado tres tipos de hidrosiembras:
H,.
Hz.
H.,
Hidrosiembra recomendada para áreas con más
~ f s t r e s shídrico,
~~
situadas en exposiciones de solana.
Hidrosiembra recomendada para áreas situadas en
exposiciones norte, de umbría.
El mismo caso que los anteriores, pero sólo considerando especies herbáceas en la mezcla de semillas, no se contempla en este caso el uso de semillas de spp. leñosas ni de estabilizador, pues se recomienda para zonas llanas.
Cuando la zona tiene mucha pendiente y las semillas
vertidas en la hidrosiembra pueden rodar, o cuando se
quiere fijar la hidrosiembra en alguna zona concreta que
presenta problemas de inestabilidad por viento, lluvia, etc.,
se procede al tapado que consiste en verter una mezcla
de agua, mulch y estabilizador sobre la hidrosiembra.
Las hidrosiernbras diseñadas no incorporan abono en
su fórmula ya que éste se malgastaría al no estar la planta en disposición de aprovecharlo; solo es efectivo cuando la vegetación está desarrollada y se recomienda un
abono foliar.
TABLA 16.XXVII. ARBOLES: GRUPOS
Grupo de alisos (Alnus glutinosa) para bordes y riberas de ríos.
Grupos de árboles para zonas con humedad alta donde el nivel freático es muy superficial. En este grupo
estarán presentes:
Sauce (Salix fragilis).
Sauce (Salix atrocinerea).
Fresno (Fraxinus excelsior).
Grupo de quejigos (Quercus faginea).
Grupo de encinas (Quercus ilex rotundifolia).
Grupo de nogales (Juglans regia).
Grupo de especies arbóreas o de montaña:
Quejigo (Quercus faginea).
Encina (Quercus ilex rotundifolia).
Arce de monpelier (Acer monspessulanum).
TABLA 16.XXVIII.
ARBUSTOS Y MATAS: GRUPOS
-
-
-
--
- --
Grupo de arbustos y matas, asociado a los quejigares:
4.4.
Morrionera (Viburnum lantana).
Espino majuelo (Crataegus monogyna).
Rosa silvestre (Rosa canina).
Endrino (Prunus spinosa).
Bonetero (Evonymus europaeus).
Boj (Buxus sempervirens).
Plantación
Las plantaciones se reservan para especies vegetales
de tipo árboles, arbustos o matas. Se busca con ellas la
materalización de un escenario natural que representa
una etapa intermedia entre la situación que nos encontramos y el entorno real. Se pretende también cubrir, tapar,
disimular, etc., en definitva integran áreas sin vegetación
leñosa o con ella escasa en su entorno. Las plantaciones
se han diseriado basándose en la selección de especies
que se quiere integren el proyecto, de modo que estén representados los suficientes elementos florísticos para cubrir las variaciones mesológicas donde discurren los proyectos, Tablas 16.XXVI a 16.XXVIII.
Las plantaciones se han dividido por las necesidades
del proyecto, según se utilicen individuos o grupos.
A continuación se definen las diferentes plantaciones
que se pueden utilizar en la ejecución del proyecto.
Grupo de arbustos y matas, asociado a los encinares:
Guillomo (Amelanchier ovalis).
Labiernago (Phyllirea angustifolia).
Brusco (Ruscus aculeatus).
Jara (Cistus albidus).
Boj (Buxus sempervirens).
Espino majuelo (Crataegus monogyna).
Grupo de arbustos y matas dispuestos irregularmente.
Se utilizarán al menos dos de las siguientes especies:
Boj (Buxus sernpervirens).
Enebro (Juniperus cornrnunis).
Gayuba (Arctostaphylos uva-ursi).
.
TABLA 16.XXVI.
ARBOLES: INDIVIDUOS
Alamo blanco (Populuc aiba).
Chopo (Populus nigra).
Sauce (Salix alba).
Aliso (Alnus glutinosa).
Avellano (Corylus ave;lana)
Fresno (Frax~nusexcelsior).
Arce de rnompelier (Acer monspessulanum)
Cerezo (Prunus avium).
Nogal (Juglans regia)
Grupo de matas definido para áreas de suelo pobre y
esquelético en exposiciones muy soleadas. Se utilizarán al menos tres de las siguientes especies:
Aulaga (Genista scorpius).
Tomillo (Thymus vulgaris).
Coscoja (Quercüs coccifera).
Romero (fiosmarinus officinalis).
Cipresillo (Santolina chamaecyparissus).
Esparraguera (Asparagus acutifolius).
Grupo de plantas más o menos trepadoras:
Hiedra (Hedera helix).
Zarza mora (Rubus sp.).
Madreselva (Lonicera sp.).
Clemátide (Clematis vitalba).
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Capítulo 17
METODOS DE IMPLANTACION DE LA VEGETACION
Los métodos básicos de implantación de la vegetación
son la plantación y la siembra. Cada uno de ellos puede
desglosarse a su vez, en función de la técnica empleada,
en otros más concretos:
- Plantación:
-
-
Manual: hoyos y casillas.
Mecánica.
Siembra:
En profundidad: en hileras.
Superficial: a voleo, hidrosiembra y aérea.
Otros: empleo de la capa superficial de suelo, encespedamiento (tepes), entramados de cañas y alambres,
mulches. etc.
El éxito de la recuperación no sólo se debe a la preparación adecuada del terreno y a la selección de las especies vegetales más idóneas, sino también a la utilización
de la técnica de implantación que mejor se adapte a las
características de la zona a revegetar.
La selección del método de instauración esta condicionada por la topografía (pendiente) y tamaño de la super-
TABLA 17.1.
ficie de actuación, las condiciones atmosféricas, la textura (humedad y pedregosidad superficial o porcentaje de
la compactación, la intensidad de
afloramientos ~OCOSOS),
los procesos geofísicos, la disponibilidad de agua, el tipo
de vegetación seleccionada y las restricciones técnicas
(accesibilidad de la maquinaria a la zona) o económicas.
Tablas 17.1 y 17.11.
La técnica de implantación y el tipo de material vegetal
a emplear también están influidos por la dedicación o el
,uso posterior de la zona, una vez concluidas las actividades mineras. En general, la implantación de cultivos agrícolas se suele efectuar mediante siembras (cebada, trigo,
avena, etc.), mientras que en las repoblaciones con fines
productivos se sigue, normalmente, el proceso de plantación. En los trabajos de recuperación con fines paisajísticos, recreativos y de introducción de la vegetación natural, es conveniente simultanear las técnicas de siembra o
plantación, para inducir una mayor diversidad de hhbitats,
aumentar la calidad visual de la zona (al utilizar elementos vegetales de caracteristicas muy diversas) y favorecer, en general, la recuperación a corto y medio plazo.
En cualquier caso la elección de un método de instauración implica el conocimiento exhaustivo de los factores
del medio físico y socioeconómico de la zona que pueden
influir en dicha elección y viceversa.
LIMITACIONES A LOS METODOS DE PLANTACION Y SIEMBRA
PENDIENTE
'IMIIK)
x
-
PnEc'a.
TACKN
TERRENO
-
-
PEDREGOSIDAD O
COMPAC.
AFLO~IENTOS
TAcaN ACCESIBILIDAD
RmSIS
EXISTENCIA
DE
PROCESOS
x
xx
x
x
x
x
x
x
x
-
DISPONIBILIDAD
DE
COSTE
AGUA
L
Plantación:
Manual
Mecánica
Siembra:
En hileras
A voleo
Hidrosiernbra
Aérea
x: Limitación media
x x : Muy limitante.
x
x(< 15')
x(< '¿O0)
-
-
x(>IOha)
x
-
xx
x
xx
xx
x
x
x
x
x
x
x
-
-
xx
xx
-
x(50-500 m)
-
x
-
x
-
,
xx
xx
x
xx
xx
TABLA 17.11.
METODOS MAS ADECUADOS DE INTRODUCCION DE LA VEGETACION SEGUN DIFERENTES
TIPOS DE VEGETACION
SEMILLAS
TIPO DE VEGETACION
'Ompradas
Gramíneas
Leguminosas
Herbáceas
. Especies naturales
Matorral
Coníferas
Maderas duras o nobles
Plantación de árboles en zonas
de recreo
Areas grandes o inaccesibles
PLANTAS
HORIZONTE
SUPERFICIAL
RICO EN
SEMILLAS
x
x
x
x **
x
xx
xx
x
x
x-
xx
xx
xx
x
x
xx
xx
x
x
x
xx
xx
xx
x
x
xx '
xx
x
.
Recolectadas
localmente
FRAGMENTOS
DE VEGET.
x
x
x
x
TURBAS
x
x
xx
xx
x
x
xx: MBtodo principal.
" x: MBtodo secundario o adicional.
Fuente: Coppin and Bradshaw. 1982.
11,h
1
(1
/I
En los apartados siguientes del presente Capítulo se
van a comentar las características más importantes de
cada uno de los métodos de implantación: funciones que
abarcan, objetivos, ventajas y desventajas que presentan,
épocas idóneas de realización, maquinaria de uso frecuente, etc., así como los cuidados posterioresque son requeridos hasta que la nueva vegetación implantada arraigue y pueda desarrollarse autónomamente.
2. PLANTACION
'1
'¡l .
I,I
1
,.
Es la técnica por excelencia para transplantar especies
arbóreas y arbustivas criadas generalmente en vivero. Algunas de estas especies también pueden ser introducidas
mediante siembra directa de sus semillas, sin embargo dicho método suele ser poco viable ya que no es frecuente
disponer de una gran varidad de semillas, los precios son
muy elevados y además se requieren cuidados profusos,
tanto en la preparación de la cama de siembra, como en
los períodos posteriores a la misma.
La plantación contribuye al desarrollo de comunidades
vegetales estables mediante la introducción de especies
pioneras o intermedias de la sucesión vegetal, que de forma natural tardarían mucho tiempo en instalarse. La creación de hábitats naturales, además de favorecer el valor
paisajístico de la zona, promueve la diversidad faunística
y vegetal del área recuperada. También hay que destacar
su aportación al desarrollo de un sustrato edáfico estable
y consolidado.
Otras ventajas importantes de la plantación son.
- La germinación y las primeras fases del desarrollo de
la planta son controladas en el vivero, lo que aumenta
la probabilidad de supervivencia de las mismas.
- Se necesita un gasto menor de semillas que si se utiliza el método de siembra.
- Los árboles o arbustos se colocan en el lugar deseado o adecuado: el efecto visual es más rápido.'
- Una vez arraigadas las plantas su sistema radicular
protege al suelo de los procesos erosivos.
En contrapartida, la plantación presenta una serie de inconvenientes que a su vez le diferencian de las siembras;
estos son: coste elevado de produción de las plantas en
vivero, mayor necesidad de operarios y de equipos, mayores cuidados durante el transporte de las plantas desde
el vivero hasta el lugar de plantación, riesgo de pérdida
de ejemplares por una inadecuada manipulación de los
mismos (sobre todo en plantas de raíz desnuda por rotura
de las raíces).
Los factores que han de tenerse en cuenta en la plantación y que deben ser controlados en la gestión de la recuperación, son:
- Calidad de las plantas
- Cuidados de las plantas
- Métodos de plantación
- Epoca de plantación
- Competencia con otras especies vegetales
- Compactación del suelo
2.1. Tipo de vegetación y formas de cultivo
2.1 . l . TlPO DE VEGETACION
Como ya se ha comentado anteriormente, las especies
vegetales utilizadas en la plantación se cultivan generalmente en vivero. El método de implantación será diferente en función del tiempo de permanencia en el vivero 0
madurez del material vegetal. semillas, plantón, latizal, fus-
tal o árboles semimaduros y de la forma de cultivo: a raíz
desnuda (plantas cultivadas directamente sobre (<eras,,),
en cepellón, plantas cultivadas en macetas, contenedores, etc., y por esquejes o estaquillas. Se debe indicar que
cuanto más desarrollada este la planta, más problemas
ocasiona su transporte y más costoso resulta. Por otra
parte, las plantas jóvenes son más sensibles a las posibles agresiones de la fauna local, pueden sufrir daños por
vandalismo, o desarrollarse inadecuadamente e incluso
morir si existe una fuerte competencia por parte de las especies herbáceas que crecen expontáneamente en la
zona.
Las plantas de vivero se suelen definir por el número
de años de perm-anencja. e n él y por los trasplantes o repiques sufridos (el repique consiste en cortar la raíz pivotante o principal para que el sistema radical se ramifique
y se haga más potente) desde su desarrollo en el semillero hasta su plantación en el lugar definitivo: 1-1 por
ejemplo, indica que se trata de una planta que ha sufrido
un trasplante y un repique.
Aunque el tiempo normal de permanencia en vivero
suele ser de uno o dos años, también pueden obtenerse
pl-tas de edades superiores. La calidad de los ejemplares obtenidos depende directamente de las prácticas efectuadas y de los períodos de crecimiento transcurridos. En
la Tabla 17.111 se han clasificado los árboles y arbustos en
función de la edad y el tamaño desarrollado.
Por regla general los árboles jóvenes, de pequeño y mediano tamaño, hasta 1,5 m de altura, son los más utilizados en los trabajos de recuperación, mientras que los de
mayor longitud y edad, debido a su coste elevado y a la
baja probabilidad de supervivencia en terrenos contaminados o de pobre productividad, sólo se emplean en casos muy concretos, tales como la creación de pantallas,
la delimitación de los terrenos a recuperar o en situaciones en que el objetivo principal sea la integración paisajística en el entorno circundante.
TABLA 17.111.
2.1.2. FORMAS DE CULTIVO
Las plantas a ralt desnuda son aquéllas que, como su
propio nombre indica, se trasplantan con el sistema radicular libre de suelo.
A pesar de que requieren menos cuidados que otros tipos de materiales vegetales, deben ser protegidas del calor, la incidencia directa de los rayos solares y la sequedad durante el período de tiempo que transcurre desde su
salida del vivero hasta que se depositan en la zona de
destino. Para evitar problemas en su desarrollo fisiológico
es recomendable que se planten lo antes posible.
Los cuidados más oportunos son humedecer las raíces
y almacenar las plantas en sitios frescos y sombreados,
Fig. 17.1.
INCORRECTO
Coger las raíces secas de las plantas
con la mano.
CORRECTOS
Intrpducir las plantas
dentro de un saco
con turba humeda
en el fondo.
Figura 17.1 Manipulación de las plántulas (Vogel, 1987).
Las especies que no puedan ser implantadas hasta 2
semanas después de extraídas del vivero, se guardarán
en lugares abiertos, húmedos, desinfectados y a una temperatura de l o C a 4" C.
Las plantas con cepellón son aquéllas que se implantan con el sistema radicular cubierto y protegido por el
suelo.
Para que estas plantas se vuelvan más resistentes a
las condiciones atmósfericas adversas (frío, calor o seque-
RELACION ENTRE LA EDAD DE LOS EJEMPLARES Y EL TAMAWO
NOMBRE
Introducir las plantulas dentro de un
cubo. El agua cubrirA las raíces.
ALCANZADO EN VIVERO
EDAD (Anos)
TAMANO
OBSERVACIONES
<1
50-150 mm
Generalmente cultivadas en contenedor.
32
22
300-700 mm
900-1.500 mrn
1-13 m
(rama pral.)
Tallo Único (1-1, 2-1).
Tallo Único (1-2-1; 1-2-2; 2-2).
Diámetro mínimo a 75 cm suelo: 20
mm.
Copa bien desarrollada.
Diámetro a 75 cm del suelo: 20 mm.
ARBOLES
Plántulas o plantas de semillero
Plantas que han sufrido un trasplante o repique
Latizales
Arboles con tallo recto que sostienen
la copa
5
Arboles de tamaño estándar
5-10
Arboles cuya copa está desarrollada
desde la base
> 10
1,752 m
(rama pral.)
2,4-2,7 m
1,8-3 m
Guía bien formada recta y vertical
con ramas laterales.
ARBUSTOS
Pequeño tamaño
Desarrollado
2 2
-
Depende de
cada especie
30-75 cm
Copa bien desarrollada.
dad), se suelen almacenar o someter a temperaturas extremas de frío (6" C) o calor, segun la estación del ario en
que hayan sido sacadas del invernadero.
El método de cultivo más moderno y que cada vez se
impone más por sus óptimos resultados, es aquel en que
las plantas germinan y se desarrollan dentro de pequeños
contenedores o macetas.
Foto 17.1.
vivero éstas se guardan en zonas sombreadas y frescas,
pero si la implantación va a retrasarse varias semanas es
necesario disponer de un almacén o lugar húmedo y frío,
donde pueden ser instaladas de forma erguida, pero no
amontonadas, a una temperatura de -2" C a 2" C.
Vivero preparado en una mina.
Está especialmente indicado para zonas con condiciones atmósfericas adversas: climas áridos con precipitaciones escasas o nulas.
Mediante este sistema, generalmente sólo se cultivan
plantas jóvenes (el tamaño estándar de los contenedores
es de 70 a 150 mm de longitud y de 20 a 80 mm de diámetro), de edad inferior a un año y medio. Tal limitación
puede hacer que su uso quede restringido en aquellas zonas donde sea necesario el empleo de ejemplares grandes y desarrollados.
La ventaja de esta forma de cultivo frente a las expuestas anteriormente radica en la máxima protección que
ofrece al sistema radicular durante el transporte y plantación de la vegetación. Ello a su vez favorece la superviviencia de las especies y aumenta el éxito de los trabajos
de revegetación.
Entre las desventajas o inconvenientes de este método
hay que destacar, su elevado precio, los cuidados que requiere su manipulación y otras de mayor importancia que
surgen una vez efectuada la plantación: dificultad para que
el agua circule libremente entre el contenedor y el suelo,
disminución o desarrollo defectuoso de las raices, posibilidad de que la maceta o contenedor se hiele, etc.
Debido a lo expuesto anteriormente, la naturaleza del
material empleado es de gran importancia, y deberá tener
las siguientes características: biodegradable, permeable,
flexib!e para que las raíces puedan romper el contenedor
y penetrar en la tierra, e inalterable por efecto de las heladas. Los más utilizados y de mayor difusión en el mercado son de plástico (polietileno), stiroblock, malla extensible, turba prensada (yiffi-pot) o mezclada con algún compuesto como vermiculita, papel (paper-pot), etc.
Las plantas en maceta o contenedor deberán ser protegidas del calor y de los rayos solares. Cuando la plantación sólo se demore unos días desde su entrega en el
Foto 17.2. Plantas germinadas en contenedores.
2.2.
Métodos de plantación
La plantación se efectúa una vez preparado el terreno;
aunque hay ocasiones en que ambas actuaciones se pueden realizar conjuntamente. Este proceso simultáneo sólo
se lleva a cabo en situaciones muy concretas: zonas Ilanas, accesibles a la maquinaria y con suctratos no excesivamente contaminados, pobres o someros, circunstancias poco probables en terrenos afectados por actividades mineras.
Normalmente, la plantación debe realizarse inmediatamente después de concluidos los trabajos de preparación
del terreno, sin embarcjo, en escombreras contaminadas
por metales pesados (minería metálica) el iiempo puede
y debe dilatarse para que se produzca la lixiviación de los
elementos tóxicos. Si la contaminación es intensa, se
debe evitar el contacto entre las raíces de las plantas y el
sustrato contaminado. Para ello será necesario i n m g n - _
tar la profundidad de los materiales y cobertera y elegir especies con un sistema radical somero y superficial.
Se debe indicar que la plantación no es un método alternativo a la siembra. En terrenos donde se observe Una
.
.
deficiencia acusada de nitrógeno o una intensa erosion,
se podrá efectuar una siembra previa a la plantación, con
especies leguminosas y10 gramíneas u otras encespedantes, a fin de mejorar los niveles de nitrógeno y estabilizar
la superficie.
La plantación puede ser manual y mecánica, dependiendo de la maquinaria utilizada y de las condiciones del
terreno.
2.2.1.
PLANTACION MANUAL
manera que el tallo no quede tapado, dejando una pequeña hondonada para recoger el agua de lluvia o la de riego.
Introducir el azadón
con movimientos
fuertes.
Colocar la planta a lo
largo del hoyo a la
profundidadadecuada.
El proceso se realiza con herramientas de uso manual
y de forma puntual sobre la superficie a revegetar. Los métodos más comunes son mediante la realización de hoyos
o casillas, Fig. 17.2.
Empezar a rellenar
el hueco por la base
de las raices.
PERFORADORAS
MECANICAS PARA PLANTACION MANUAL
Terminar de rellenar
el hoyo empujando y
apretando el suelo
con el tac6n del zaDato.
Compactar alrededor de la planta con
el pie.
Figura 17.3. Sistema de plantación con azada de pico (Vogel,
1987)
Figura 17.2. Diferentes equipos de plantación manual.
La plantación manual esta indicada para zonas con pendientes elevadas, superficies pequeñas y terrenos fácilmente compactables (suelos arcillosos, pesados, encharcables, etc.), donde no es posible la utilización de maquinaria.
Los hoyos no deberán ser menores de 30 cm de diámetro por 30 cm de profundidad, en cualquier caso el tamaño dependerá del tipo de planta a insertar en el hueco
creado (Cairney, T., 1987). El hoyo puede efectuarse con
un azadón (azada de pico o zapapico), plantamón, barrón
y, en casos especiales mediante perforadoras o barrenas
de acción mecánica transportadas en tractores. El plantamón está indicado para terrenos pedregosos o compactados y el barrón para plantación de estaquillas. Fig. 17.3.
El hoyo ha de ser suficientemente profundo para que
las raíces no se dañen o deformen. Una vez instalada la
planta de forma adecuada, el hoyo se vuelve a rellenar de
Cuando se plantan árboles de tamaño superior a 1,50
m, generalmente es necesario colocar un tutor que sirva
de guía y proteja al arbol del viento. El tutor se debe instalar una vez abierto el hueco y antes de insertar la planta. Los sistemas de fijación entre el tutor y el arbol han de
ser suficientemente amplios para permitir que el árbol
crezca sin que se dañe la corteza y se produzcan heridas, Fig. 17.4.
En terrenos excesivamente pobres, es conveniente
mezclar los materiales extraídos con fertilizantes de liberación lenta y enmiendas orgánicas (si se trata de plantas
muy desarrolladas), antes de volver a rellenar el hoyo. En
cuanto a los niveles de fertilización, se estiman convenientes de 15 a 20 litros de turba por árbol y de 2 a 5 g de N
por planta, dependiendo del tamaño de la especie a
instalar.
En climas áridos se utilizan mulches para retener la humedad cerca del árbol. En ejemplares grandes se aplica
una capa de 75 mm de profundidad en un círculo de 90
cm alrededor de la base del árbol. Si las plantas son más
pequeñas, es suficiente una capa de 50 mm en un círculo
de 50 cm de diámetro. En cualquier caso se ariadirán 50
g de fertilizante de liberación lenta, tipo N-P-K: 10-15-10,
cada primavera. Si se aprecian especies herbáceas que
pueden competir con los nutrientes del suelo se deberán
retirar y añadir herbicidas.
Otro método para retener o aumentar la humedad del
suelo en zonas áridas consiste en cubrir el hoyo de plan-
EIsuelo excavado se mezcla mn
enmiendas organicas y10 fertilizanles
las
y base del
hoyo
no
sese
desnoronen
alisan para que
El hoya se puede abrir
mn pala o perforadora
El &bol se isem a b prolundidad
adecuada y an hs rakes
elt&as para que M se &&n
El aieb se va incorporando
al hoyo. alrededor de
Se rellena parle
,
En terrenos desprovistos de vegetación y sometidos a
elevadas temperaturas, la humedad se acumula en el interior. En tales casos se recomienda la plantación de especies vegetales con sistema radicular de gran longitud,
para que las raíces puedan llegar a la zona de mayor humedad, Fig. 17.6 (b).
.
d.
Plantaci6n de especies con
sistema radicular interwnec.
lado.
1 1 1
Poda de una de las plantas
sin alterar el sistema rarjicular.
SujeaOn del arbol
al lulor
Figura 17.4. Método de plantación de especies con altura superior a 1.5 m (Coppin y Bradshaw, 1982)
tación con plástico (polietileno) que acumula y condensa
el'agua retenida debajo de él, Fig. 17.5. También se pueden plantar especies subarbustivas rizomatosas, con sistemas radiculares interconectados; una vez desarrollado
el sistema foliarl una de las plantas se
y queda la
otra con una mayor proporción de raíces, Fig. 17.6 (a).
...
.
Lámina de plástico alrededor del
hoyo. El peso de las rocas ayuda a
que el agua se condense alrededor
de las raices.
Figura 17.5. Sistema de condensación de/ agua con una /ámjna plásbca en zonas aridas
Trasplante con el sistema radicular en vertical.
Figura 17.6. Aumento del sistema radicular por trasplante (WiIliarnson. 1982)
Los terrenos pedregosos y rocosos no presentan las
condiciones adecuadas para que la planta se desarrolle
por si misma. El hoyo se deberá rellenar con materiales
de aporte ricos en materia orgánica y capaces de retener
la humedad (turba, limo, etc.) que de otra manera se filtrará entre los intersticios de las rocas y el terreno suelto
y no podrá ser utilizado por la vegetación plantada. La aplicación de fertilizantes estará condicionada por e'l espacio
que tenga la planta para desarrollar sus raices, ya que si
el volumen de que disponen las raíces es muy limitado, estas pueden desestabilizar el terreno al sobresalir de su
hueco, Fig. 17.7.
La casilla es un método de preparación del terreno indicado tanto para la plantación como para la siembra. El
espacio se remueve 'sin extraer el suelo que permanece
(4-tsitul, durante la plantación, en superficies cuadradas
o circulares. Se realiza con una azada, pala plana o plantamón y la profundiad de actuación puede variar desde 10
cm, aproximadamente, a 30 cm (según el tamano de la
planta), dependiendo de que se trate de una casilla Somera, O profunda o picada, respectivamente.
Lajas de piedra inclinadaspara
incrementar la cuenca receptora.
Suelo altamente pedregoso; lavado de. los materiales: muy
seco.
Suelo pedregoso con acurnulación de linos: húmedo.
Plantas de dos aíios de edad
Figura 17.7. Método de plantación en escombreras y terrenos pedregrosos y sueltos.
Las plantadoras mecánicas remolcadas por tractor son
adecuadas para plantar especies a raiz desnuda, principalmente, en áreas suficientemente grandes, libres de piedras y con pendientes inferiores al 15-20 %. En terrenos
con pendientes superiores al 30 % deberá plantarse en la
cabecera y pie del talud. Los surcos de dirección paralela
3 la línea de máxima pendiente pueden dar lugar a pro:esos erosivos.
La plantadora mecánica de tubos cilindricos está espe:¡almente diseñada para abrir hendiduras en el terreno,
le 10 a 60 cm de profundidad, según el tamaño de la plan3 a instalar, e insertar a continuación las plantas con ceellón, Fig. 17.8.
jura 17.8. Equipo de plantación mecánico utilizado en super-
ficies de gran extensión.
En general debe indicarse que la plantación mecánica
es un método apropiado para utilizar en terrenos afeclos por actividades minerss. La excesiva pendiente, la
uraleza de los materiales sobre los que se va a efecr la plantación (falta de cohesión, alta pedregosidad,
ilidad escasa, etc.) y la mala accesibilidad, son factolimitantes que desaconsejan el empleo de dicho
odo en la mayoría de los casos.
species tales como chopos (Populus hybrida) o sau(Salix sp.) a menudo son plantadas mediante esqueo estaquillas. El hoyo de plantación se hará manualite, bien con un plantamón o zapapico, bien con
barrón, y tendrá la suficiente profundidad para que se pueda introducir 213 de la longitud total de la estaquilla, que
se insertarán con los brotes hacia arriba. La plantación deberá efecturase durante el periodo de latencia, antes de
que broten las yemas.
2.3.
Epoca de plantación
La época de plantación depende de las condiciones climáticas de la zona (pluviosidad, vientos dominantes, etc.)
y del tipo de vegetación a instalar.
Lo fundamental es efectuar la plantación durante el período de reposo vegetativo de las plantas. Este periodo
suele coincidir con los meses más fríos, desde finales de
octubre a principios de abril.
La plantación sólo podrá realizarse en invierno si se evitan los días de heladas intensas. Por el contrario, durante
el verano no es conveniente plantar, a menos que sea factible efectuar riegos periódicos y seguidos.
La frecuencia de periódos de cequia puede ser limitante para el desarrollo de la nueva vegetación, incluso tomando precauciones como es el extendido de una capa
de mulch que disminuye la evaporación.
La época idónea queda restringida al final del otono,
para especies arbóreas nobles, y comienzos de la primavera, para coníferas.
Carney, T. (1987) señala el invierno como estación más
adecuada para plantar árboles y arbustos a raiz desnuda,
mientras que las especies cultivadas en cepellón y en contenedores o macetas podrán trasplantarse en cuaiquier
época del año siempre y cüando sean regadas durante
los meses más secos del verano.
2.4.
Densidad de plantación
La densidad y forma de la plantación depende de la localidad, del uso propuesto y de las exigencias de la propia especie
En general, la revegetación con fines productivos acepta mayor densidad de arbolado que otras cuyo objetivo
sea la recuperación natural o el uso recreativo. Sin embargo, siempre debe tenerse en cuenta el entorno natural
donde se integra la zona a recuperar y tomarse como modelo o (cpattern), de comportamiento las formaciones vegetales próximas.
Los árboles y arbustos pueden ser plantados de muy diversas maneras: aleatoriamente, las especies se mezclan
sin ningún orden establecido; plantación en hileras (separación entre hileras de 6 a 8 m) o mezcla de hileras, cada
especie se planta en una fila o grupo de filas junto a otras
de distinta especie; y plantación en grupos, es la forma
que mejor reproduce el bosque natural (VOGEL, W.G.,
1987). En general y en particular en el caso de la plantación en hileras, se deberá evitar toda regularidad, colocándose las plantas de manera que no queden signos de
linealidad.
En plantaciones con fines comerciales, la densidad
debe ser tal que, por una parte, permita el paso de maquinaria y, por otra, no se produzcan daños en-la forma y desarrollo de las especies. Por regla general las coníferas
se
más juntas que las caducifolias. Una densidad
. . . .. plantan
.. .
aproximada de 1.900 a 2.400 ejemplareslha, asegura una
producción óptima.
Una separación adecuada de árboles es de 2 a 2,5 m,
aunque estará condicionada por la densidad final que se
quiera obtener. En la Tabla 17.IV se indica la relación entre distintas separaciones de árboles y las densidades
correspondientes.
TABLA 17.IV
SEPARACION
(m)
DENSIDAD
(piesiha)
1,5 x 1,5
2x2
2,5 x 2,5
6x 6
4.450
2.500
1.600
270
3. SIEMBRA
La siembra consiste en depositar en el terreno, previamente preparado, semillas de las especies seieccionadas
para revegetar las zonas a recuperar. Las especies que
generalmente se introducen mediante este método son
herbáceas vivaces, aunque como ya se ha indicado en el
apartado 2 de Plantación, también pueden sembrarse semillas de árboles y arbustos.
Los métodos de siembra más comunes son en hileras
y a voleo que requieren herramientas zgricolas tradicionaies, mientras que la hidrosiembra y siembra aérea Decesitan equipos más sofisticados y caros.
La siembra se realiza sobre superficies más o menos
extensas y tiene como objetivo prioritario implantar una cubierta vegetal de bajo crecimiento, pero densa, capaz de
proteger al suelo de los procesos erosivos y de otros factores perjudiciales, como deslizamientos, temperaturas
extremas, superficies de escorrentía, etc. También tiene
como fin recuperar la vegetación de zonas donde es difícil que se instale de forma natural, así como mejorar la calidad paisajistica del área a recuperar.
En general se trata de un método flexible, barato, que
requiere escasa mano de obra, con resultados positivos a
corto plazo, y muy aconsejable en zonas de difícil acceso
(hidrosiembras).
En cuanto a los inconvenientes o desventajas que se le
pueden atribuir, éstos se resumen en:
- Se precisan grandes cantidades de semilla para compensar las pérdidas causadas por la depredación de
los animales, las condiciones climáticas y edáficas adversas, la caída de semillas si se siembra en superficies pendientes, y el crecimiento de maleza competidora.
- En la siembra, y concretamente si se efectúa a voleo,
es difícil predecir <<aprioril>cuál será la distribución final de la vegetación: las samillas <(caen. sobre la superficie del suelo de forma aleatoria. También se suelen obtener densidades irregulares aunque con el método de la hidrosiembra ésto puede paliarse.
- LE siembra en hileras y a voleo es más exigente que
A continuación se indica la separación entre árboles
para algunas de las especies más usadas en la revegetación de terrenos alterados; éstas son, segun Voguel:
- Coníferas: 1,5 x 1,5 ó 1,8 x 1,8 m.
- Chopos: 2,4 x
2,4 m.
- Alternancia de chopos con coníferas, alisos o acacias:
2,l x 2,l m.
- En caso de utilizar la plantación como medida para disminuir la erosión se recomienda una separación de 1,2
a 1,5 m y una distancia entre hileras de 1,5 a 1,8 m.
En la formación de pantallas vegetales se deberán utilizar especies arbóreas y arbustivas de follaje denso. Deberán ser lo más tupidas posible. dejando la mínima separación que permita el desarrollo adecuado de las plantas.
la plantación en cuanto a condiciones climáticas y de
sustrato: suelos sueltos, húmedos y escasa compactación y pedregosidad.
- En muchas ocasiones no se dispone de una gran variedad de semillas. Se debe insistir en la necesidad de
crear el mayor número posible de bancos de semilla,
donde se recopilen frutos de la mayoría de las especies vegetales y se sometan a los cuidados oportunos
para producir granos sanos y vigorosos. España cuenta con la asociación Española de se mil las^^ donde
se pueae recibir información acerca de las comercielizadas y su nivel de garantía.
A continuación se comentan, de forma somera, cada
uno de los métodos de siembra, haciendo especial hincapié en la hidrosiembra, por ser una técnica muy adaptada
a las condiciones de pobreza, inaccesibilidad y fuertes
pendientes, de los terrenos alterados por las actividades
mineras
3.1.
Métodos de siembra
3.1. l . SIEMBRA EN HILERAS
La preparación de la cama de siembra es una etapa previa a la siembra y fundamental para que las semillas puedan germinar y desarrollarse en las condiciones adversas
que presentan los materiales procedentes de las actividades mineras.
Al igual que en la plantación, la elección del método de
siembra está condicionada por los factores climáticos,
edáficos y económicos de la zona a recuperar. En la Tabla 17.V se indican las limitaciones para la realización de la
siembra en hileras, a voleo o mediante hidrosembradora.
La siembra en líneas comprende los pasos siguientes
(Ortiz-Cañavate, J., 1984):
1. Apertura del surco donde se deposita la semilla. Esta
labor se efectúa mediante rejas asurcaderas o cuchillas circulares, dependiendo del tamaño de la semilla
y la anchura de surco: desde 1 cm hasta 6 u 8 cm.
2. Dosificación y deposito de la semilla. Estas se almacenan en una tolva y se distribuyen aleatoriamente
mediante tubos de caída.
TABLA 17.V. LIMITACIONES PARA LA SIEMBRA EN HILERAS, A VOLEO E HIDROSIEMBRA
SIEMBRA EN
HILERAS
SIEMBRA A
VOLEO
HIDROSIEMBRA
r
*
Pendiente.
c 15"
No se puede efectuar en Con manguera se pueden alpendientes superiores a
canzar 50 m y con brazo
20".
extensible mecánico hasta
500 m.
Estación.
Suelos bastante húmedos.
Estación templada con suficientes lluvias; extendido de
mulch en el periodo de crecimiento.
Pluviometría.
Importante.
Critica.
Pedregosidad y aflora- Libre de rocas y piedras.
mientos rocosos.
Critica.
Critica; fisuras y grietas en las rocas y piedras permiten
que las semillas se introduzcan y puedan encontrar mejores condiciones microclimáticas para germinar.
Inaceptable.
Compactación.
Ligeramente aceptable.
Nivel de semillas.
Son suficientes niveles ba- Niveles altos.
jos.
Inaceptable.
Niveles altos para compensar las pérdidas.
Distribución de las semi- Uniforme; en hileras.
Ilas.
Aleatoria.
Aleatoria.
Establecimientode las se- Muy efectiva.
millas.
Resultados variables.
Resultados variables.
Fertilización.
Operación separada de la Operación separada de la Se puede efectuar en la missiembra.
ma operación, pero no se
siembra.
realiza a profundidad.
Mulch.
No es necesario.
Necesario (operación dife- Necesario, se puede efecrente).
tuar en una misma operación.
Equipamiento.
Tradicional.
Método manual o mecánico Equipamiento especial.
Coste.
En general es de bajo precio Muy barato. La adición de Caro.
mulch puede encarecer la
técnica
Fuente: Coppin, N. J. and Bradshaw, A. D., 1982.
29 1
3.
Enterrado de la semilla. La propia reja asurcadora
puede crear el efecto de enterrado, aunque existen rejas, cadenas, rastras, etc., que también lo pueden
realizar.
4. Compactación del suelo alrededor de la semilla. Se
realiza por medio de rodillos compresores.
La sembradora en Iíneas, Fig. 17.9. es la maquinaria
tradicional que normalmente se utiliza para este fin.
Otro problema asociado con la siembra a voleo es la
distribución irregular de las semillas. Por esta razón es
preferible repartir las semillas en diferentes direcciones y
en varias aplicaciones (con tandas en dos direcciones perpendiculares), que en una sola tanda.
La siembra a voleo se puede efectuar de diversas formas según sea la maquinaria empleada y las condiciones
de la zona a tratar. A continuación, se indican las características más relevantes de las sembradoras de uso común en el ámbito nacional (las hidrosembradoras serán
tratadas de forma más concreta en el epígrafe siguiente).
La sembradora centdfuga puede ser manual, y normalmente se utiliza en zonas pequeñas, tipo jardín, o mecánica, que es más apropiada para superficies mayores. Mediante este sistema se pueden sembrar una gran variedad
de semillas.
La tolva de distribución, que se monta sobre un tractor,
tiene capacidad aproximada de 300 a 600 1 (300-700 Kg).
Este tipo de maquinaria sirve para distribuir de muy distintas maneras, tanto las semillas como cualquier otra clase de productos granulados, por ejemplo abonos (abonadora centrífuga, Fig. 17.10).
Figura 17.9 Sembradora en Iíneas (Ortiz-Canavate, 1984).
Su aplicación queda limitada a zonas de topografía suave que permita el paso de maquinaria y con suelos bastante fértiles y libres de piedras. Dadas las características
exigidas no es un método adecuado para utilizar en terrenos degradados, donde la presencia de materiales poco
consolidados y fácilmente compactables impide el uso de
maquinaria.
3.1.2.
SIEMBRA A VOLEO
Las semillas se distribuyen sobre la superficie del suelo
de forma irregular. Está especialmente indicada para semillas pequefias, generalmente pratenses.
Se trata de un método sencillo de utilizar, barato (si se
exceptúa la hidrosiembra y la siembra aérea) y muy adecuado en terrenos difíciles.
Si una vez efectuada la siembra las semillas no se cubren por tratamientos mecánicos o de forma natural, es
probable que un gran porcentaje no pueda germinar por
falta de condiciones ambientales propicias (humedad y
temperatura, principalmente), en especial en climas áridos.
En materiales de textura gruesa las semiilas pueden introducirse de forma natural entre las pequehas grietas y
hendiduras del terreno, donde el microclima es más favorable para la germinación.
En terrenos donde no es aconsejable cultivar (el efectuar zanjas o surcos en zonas de pendiente considerable
puede dar lugar a nuevos fenómenos erosivos) se recomienda cubrir la superficie del suelo, una vez sembrada,
con mulches o materiales protectores (ver apartado 4).
Figura 17.10. Sembradora centrífuga (Ortiz-Canavate, 1984).
La sembradora de descarga libre es análoga, en cuanto a sus órganos distribuidores, a la sembradora en Iíneas,
pero se diferencia en que no hace surcos sobre el terreno. Generalmente, van provistas de una grada de puas o
de rodillos que entierra ligeramente la semilla. En ocasiones una misma máquina va dotada de dos tolvas para semillas diferentes (mezcla de gramíneas y leguminosas
para formar una pradera mixta), e incluso una con sembradora en Iíneas y otra a voleo.
En cuanto a la siembra aérea, se suele realizar con
avionetas equipadas con los mismos materiales que las
utilizadas para abonar. Se trata de un método muy caro
que sólo compensa su utilización en caso de superficies
extensas, o zonas muy pendientes e inaccsesibles a otros
equipos de siembra.
3.2.
Hidrosiembra
Es un método específico de la siembra a voleo y está
especialmente indicado para sembrar superficies de elevada pendiente, terrenos poco consolidados y espacios
inaccesibles a la maquinaria convencional, tal es el caso
de las escombreras, frentes de explotación. desmontes o
terraplenes.
La hidrosiembra se basa en la aplicación a gran presión, sobre la superficie del terreno, de una suspensión
homogénea de agua y semillas con otros aditivos opcionales como fertilizantes, mulches y estabilizadores quimicos.
La maquinaria utilizada es la hidrosembradora. Está
compuesta por un camión o remolque al que se acopla
una cisterna metálica, desde 700 a 12.000 1 de capacidad,
con un agitador en su interior constituido por varias paletas que sirven para mezclar los componentes de la hidrosiembra. La plataforma situada en la parte superior del
tanque está protegida del exterior por una barandilla que
permite al operario moverse con cierta seguridad mientras
acciona el tubo o cañón por donde sale la suspensión,
Fig 17.11.
%+%BU~WR
NOUE DE MEZCLA
Figura 17.1 1. Hidrosembradora.
Foto 17.3. H~drosembradoratrabajando desde la cabeza y el pie de un ialud. (Bowie Hydro-Mulcher)
La capacidad del tanque está directamente relacionada
con el tamaño de la zona a hidrosembrar. Volúmenes superiores a 5.000 1 están indicados para zonas de gran superficie, que permiten alcanzar rendimientos de 4 baldía.
A continuación, se indican algunas desventajas potenciales de este método de siembra:
- Necesidad de una fuente de agua próxima a la zona
de trabajo.
- El agua empleada debe estar exenta de sales (concentración de CI- y SQ = 1 % y pH 6-7) para no obturar la manguera de salida de la mezcla.
- El tiempo que se tarda en llenar la cisterna de agua
encarece el coste final.
- El sistema de agitación puede dañar las semillas de
algunas especies.
- Cuando se añade mulch a la hidrosembradora, sólo
se pueden cubrir zonas relativamente pequeñas con
cada tanque lleno.
- No es una técnica adecuada para sembrar especies
que tengan semillas de gran tamafio (diámetro superior a 20 mm).
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1
I
La adición o no de determinados productos a la hidrosembradora está en función de las características de la
zona a tratar: pendiente, disponibilidad de nutrientes, pH,
etc. Seguidamente se exponen algunos aspectos de interés sobre cada uno de los posibles aditivos a emplear.
La caliza o los compuestos ricos en CO,Ca, sólo se
añaden a la mezcla cuando el sustrato a hidrosembrar tiene pH ácido: S 5,5 (por ejemplo, en escombreras ricas en
S2Feprocedentes de la minería de carbón). La dosis a emplear depende del número de unidades de pH que sea necesario aumentar (diferencia entre el pH inicial y el final
deseados). Para mejorar la eficacia de la enmienda es recomendable que se efectue en dos aplicaciones diferentes. No se podrá utilizar caliza cuando se fertilice con compuestos ricos en nitrógeno (NH,) porque tienden a volatilizarse.
Las necesidades de fertilizante, y por ende las dosis, están condicionadas por los resultados obtenidos tras el análisis del sustrato. Los abonos utilizados en la mezcla serán de liberación lenta (compuestos complejos de tipo
N-P-K) para no inhibir la germinación de las semillas, especialmente las leguminosas. También en este caso, es
recomendable repartir la dosis en varios turnos; Sheldon,
J. C. y Bradshaw, A. D. (1977) señalan que en zonas con
gran necesidad de nutrientes, es conveniente efectuar la
aplicación principal de 4 a 8 semanas después de realizada la hidrosiembra.
La aplicación de una capa de mulch sobre la superficie
hidrosembrada favorece la implantación de la cubierta vegetal: protege las semillas cubriéndolas, disminuye la erosión y favorece la retericion de agua. Dada sus características es recomendable que se añada a la mezcla de la
hidrosernbradora siempre que se vayan a tratar superficies de pendiente elevada (1:15)
Los compuestos que pueden ser utilizados como materiales protectores del suelo son muchos y variados: paja,
fibra larga, pasta de papel, serrín, astillas, etc En el epigrafe 4 se indican las características más importantes que
presentan dichos materiales
Los estabilizadores tienen como funcion principal mejo-
rar las cualidades edáficas del sustrato sobre el que se
aplican y reducir la erosión por aglomeración física de las
partículas, a la vez que ligan las semillas y el mulch, pero
sin llegar a crear una película impermeable.
Existe una gran variedad de compuestos que pueden
actuar como estabilizadores: polímeros químicos biodegradables, resinas sintéticas, estractos acuosos de algas
marinas, etc. En general, se puede utilizar cualquier material que cumpla las funciones menciondas, siempre y
cuando no inhiba la germinación.
Los niveles de aplicación de cada uno de los componentes que constituyen la hidrosiembra dependen de la
adición o no de mulch. Williamson, indica que la concentración media de sólidos que puede bombearse satisfactoriamente en la hidrosembradora es del 10 % del volumen total: 6 % si el mulch utilizado es de fibra vegetal y
mayor del 10 % si se trata, por ejemplo, de Iodos procedentes de depuradoras. El volumen Óptimo de la mezcla es de 10.000-20.000 I/ha si se emplea mulch y
20.000-35.000 I/ha si no se añade.
El cálculo de la cantidad de ingredientes requerida para
llenar una hidrosembradora, se basa en los niveles de aplicación necesarios para cada zona concreta (Kg/ha de fertilizante, semillas, rnulch, etc.) y de la capacidad de la cisterna. Con estos datos se obtiene la superficie total que
puede hidrosembrarse con cada tanque lleno.
A continuación se indica un ejemplo que ilustra lo anteriormente expuesto; se debe señalar que las cantidades
de cada uno de los componentes a mezclar en la hidrosembradora son hipotéticas. Se ha considerado una proporción de compuestos sólidos del 10 % en una concentración de mezcla de 28.000 Ilha.
Ejemplo:
INGREDIENTES
Semillas (mezcla de gramínea~y leguminosas)
Mulch (Iodos)
Fertilizante
Estabilizador (alginatos)
Caliza
NIVELES
REQUERIDOS
(Kgn-4 .
DOSIS POR
TANQUE
(Ksl
50-100
2.000
360
200
600
12,5-25
500
90
50
150
Fuente: Williamson, N. A. e! al., 1982.
Con la mezcla indicada se podrán cubrir 0,25 ha si la
capacidad de la hidrosembradora es de 7.000 1.
Para aumentar la eficacia de la hidrosiembra es mejor
apliear la mezcla en tandas sucesivas (lo común es en dos
veces), o dividir la cantidad total y añadirla sobre el terreno de forma independiente. En primer lugar se debe cubrir la zona con la mezcla de semillas y fertilizantes, para
que en la segunda pasada los g r a o s que hayan quedado en superficie sean tapados y puedan germinar de forma adecuada. En la Fig. 17.12 se esquematizan las ventajas de la aplicación en tandas sucesivas.
La forma de efectuar la hidrosiembra y la elección de
las sustancias a utilizar están muy condicionadas por las
características de la zona a cubrir. Es difícil indicar <<recetas~)concretas que sirvan para una amplia gama de situaciones, ya que la técnica utilizada en un caso determinado puede que no sea apropiada en otro emplazamiento
APLICACION SIMPLE: ALOUNA8 SEMILLAS PUEDEN QUEDAR EN SUPERFICIE
APLICACION DOOLE' EN CADA UNA *E EMPLEA L A MI8MA C A N T I M D DE
8 E M I L L A 8 , YULCH Y E W A ~ I L I Z A D O R
UNA UNICA HIDROSEMBRADORA COhl MANGUERA MOVlL
/'.
EN LA PRIMERA APLICACION S E APORTAN LAS 8EMILLA8 Y LO8
FERTILIZANTE1 (MuLCH. OPCIONAL). EN LA 1EOUNDA SOLO BE
A ~ ~ A DMULCH.
E
Figura 17.12.
Ventajas de la hidrosiembra en capas sucesivas.
(Coppin y Bradshaw, 1982).
aparentemente similar. Sólo la investigación y la experimentación con nuevos mulches o mezclas en una gran diversidad de zonas podrá avalar la eficacia del método.
En la Tabla 17.VI se comparan tres métodos de hidrosiembra utilizados en la recuperación de taludes afectados por la construcción de carreteras. Los óptimos resultados obtenidos permiten su extrapolación a situaciones
tales como la recuperaciónde terrenos alterados por la minería (García Andrés, T.. 1985).
La forma de operar con la hidrosembradora queda reflejada en la Fig. 17.13. Si la manguera por donde se expulsa la mezcla es móvil o se dispone de dos o más equipos de hidrosiembraésta se deberá efectuar, bien con movimientos zigzageantes, bien de forma que una hidrosembradora comience por la parte superior del talud y otra,
más retrasada, por la inmedatamente inferior, de tal ma-
00s
HIOROSEMBRADORAS CON MANGUERA FIJA
Figura 17.13. Método de hidrosiembra en taludes (Coppin y
Bradshaw, 1982).
nera que se obtenga una cubierta uniforme (se.pueden
añadir colorantes a la suspensión para ayudar a reconocer mejor las zonas hidrosembradas). La segunda pasada se efectuará en dirección opuesta (ángulo recto) o con
un movimiento contrario al empleado en el primer caso,
desde la cabecera del talud.
En paredes rocosas o extremadamente pendientes (taludes finales de explotación, caras de banco, etc.) y de
.
TABLA 17.V1.
.
,. . ... ..
-
--
...--
COMPARACION ENTRE TRES TECNICAS DE HIDROSIEMBRA
TIPO OE
HIDROSIEW
CONDICIONES
DEL TERRENO
.
.
PASADAS
MAOVlNARlA A EMPLEAR
OBSERVACIONES
.
A Hidmsiembra
0. T@
y trabado
'
A Hidiosiembra
Bajo mulch de fibra Terrenos sin humus Agua + semilla 05-1Kg. Pajade ce- . Hidrosembradora.
..
real (fibra larga)
larga trabada con y sin aportación t abono mineral
emulsión asfálti- de tierra vegetal. t mulch de fibra cor. mezcla con betún.
ca.
ta o pasta mecánica.
0. Tq& y babado
La~zapajq.
,
Bajo mulch de fibra Adecuado para su- Agua t semila 150 g/m2 Mulch t 5 Hidrosembradora. Hidrosembradora.
glm2. Estabilizacorta y estabiliza- perficies de eleva- t abono complejo
da pendiente.
dor.
t mulch (pasta me- dor.
cánica).
Método caro: requie .
re espesores mayores y elevadas
dosis de betún o
asfalto.
-
C o n espuma d e Suelos extremadaAgua t semila Resina triturada y Maquinaria especifica con tres bocas Método caro por el
urea-formaldehi- mente áridos.
mezclada c o n de alimentación: toma de agua, mo- precio de la ureat abono complejo
do.
agua 0,5-1 Kg/m2. lino y lolva de semillas.
-t mulch.
formaldehido.
-
-
..
-..
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:
.
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..
.. ' ,.. ..
Foto 17.4. Talud en roca hidrosembradojunto a la cuneta de guarda de una mina.
gran altura, donde la hidrosembradora no pueda alcanzar
la superficie total (la altura normal de alcance de la manguera es de 20 a 50 m), se requieren técnicas especiales,
Fig. 17.14.
i
)
DESDE L A CABEZA DEL
TALUD SE LANZA L A MEZ-
CLA QUE CAE POR GRAVEDAD Y SE FIJA ENTRE LAS
RUGOSIOADES M L A PARED
3.3.
Otros métodos de siembra
La implantación de semillas de especies arbóreas se
puede efectuar mediante la apertura de un hoyo de 10 a
15 cm de profundidad, añadiendo en el fondo fertilizante
de liberación lenta (2 g de fertilizante nitrogenado de 5 %
de N), Fig. 17.1 5. El número de semillas que se pueden
colocar por hueco depende del tamaño de las mismas, Tabla 17.Vll.
Para crear unas condiciones ambientales idóneas es - _
conveniente extender, alrededor del agujero, una capa de
mulch que retenga la humedad del suelo (en una superficie de 0,6 a 1 m de diámetro).
En el segundo año se egraen las plántulas desarrolladas, dejando únicamente un ejemplar en cada hoyo. Se
requieren controles periódicos de humedad y fertilización.
TABCA17.VII. RELACION ENTRE EL TAMANO DE
LAS SEMILLAS Y EL NUMERO QUE PUEDEN
DEPOSITARSE EN CADA HOYO
EL OPERARIO PROYECTA
L A MEZCLA DE L A HIDROSIEMBRA OESOE UN CAMlON GRUA
Figura 17.1 4. Formas de aplicar la mezcla de semillas sobre laludes rocosos (Coppin y Bradshaw, 1982).
--
1
DIAMETRO
NUMERO DE
SEMILLAS
< 1,5
1,5- 3
20
10
3 - 6
6 -12,5
5
3
Fuente: Coppin. N . J . and Bradshaw, A. D., 1982
para la siembra de algunas especies leguminosas, susceptibles a ser atacadas por hongos.
Las áreas de montaña que cuentan con períodos de
germinación cortos y con épocas relativamente largas en
que el suelo permanece encharcado, la siembra se deberá efectuar a finales de otoño, pero sin coincidir con el comienzo de las nevadas.
Las especies arbóreas o arbustivas que necesitan un
tratamiento natural de frío para poder brotar, se deberán
plantar al comienzo del invierno para
que puedan germi-.
nar en la primavera siguiente.
La revegetación tiene más éxito cuando se efectúa inmediatamente después de preparado el terreno. En caso
de que esto no pudiera llevarse a cabo sería conveniente
fertilizar la zona y sembrarla con especies herbáceas que
protegen el suelo. La mezcla principal de semillas se sembraría en una segunda etapa durante el otoño o la primavera siguiente.
Figura 17.1 5. Comparaciónentre e/ método tradicional de síernbra (A) y la técnica de apertura de hoyos profundos y estrechos,
donde se depositan las semillas (E).
3.5.
Otra técnica alternativa a la hidrosiembra y específica
para sembrar.árboles y arbustos, consiste en lanzar, bien
de forma mecánica, bien de forma manual cuando la zona
es pequefia o dificil, una mezcla de semillas, fertilizante y
mulch (fibra vegetal) sobre pequeñas superficies, de 9 cm
de ancho y 13 cm de longitud y a intervalos determinados
de antemano y controlados por la maquinaria. Este método es más barato que la plantación manual de especies
vegetales criadas en vivero.
3.4.
Epoca de siembra
Los factores.que van a condicionar la época de.siembra son principalmente las características climáticas y microclimáticas locales de la zona, además de la técnica de
implantación elegida, el acondicionamiento del terreno y
las caracteristicas mesológicas de las especies a sembrar.
De forma general, la época idónea de siembra coincide
con el comienzo de la estación de desarrollo: la semilla necesita germinar y establecerse antes que se inicie el período. de latencia y las condiciones atmosf6ricas se vuelvan adversas. Normalmente-coincideo precede a la-época de lluvias.
Las semillas tienen que tener la suficiente humedad
para germinar y no deben someterse a períodos de estrés hídrico. Ello indica que el verano es la estación menos adecuada para proceder a la siembra, incluso si ce
dispone de un sistema de riego intenso.
En general, en la Península Ibérica, la mejor época de
siembra coincide con los comienzos de la primavera y el
final del otoño, antes que comiencen los fríos y heladas
del invierno. Sin embargo, dada la diversidad climática, dicha época dependerá de las condiciones concretas de la
zona donde vaya a efectuarse la siembra.
El final del otofio puede ser una época poco adecuada
Calidad de las semillas y dosis de siembra
Las semillas compradas deberán proceder de casas comerciales acreditadas. Toda la información referente a su
grado de calidad tendrá que estar perfectamente descrita
en su etiqueta correspondiente y los sacos donde se almacenen, sellados y cosidos.
No podrán presentar signos de haber sufrido enfermedad micológica alguna, y deberán estar libres de parásitos e insectos.
Usar semillas de calidad dudosa o imprecisa puede influir negativamente en el establecimiento de la vegetación.
Sin embargo, ello puede estar justificado en .el caso que
se recolecten los frutos localmente, para afiadirlos a la
mezcla principal de semillas con objeto de.aumentar la diversidad florística o controlar la erosión.
Obviamente, la cantidad.de..semilla que debe emplearse para cubrir una zona varía según los condicionantes de
la misma; es decir, en función del uso que se pretenda, el
tipq de vegetación seleccionada, la técnica de implantación que vaya a emplearse y, naturalmente, las condiciones físicas del terreno Tabla 17.Vlll.
A la hora de calcular la dosis de siembra, siempre hay
que hacerlo con üñ'iiiñplio margen, y a que no todas las
semillas quevayan a ser sembradas germinarán, bien por.
no encontrarse e n las c.ondiciones ambientales .adecua---.
das (falta de humedad, helada, pérdida por erosión, etc.),
bien porque no tengan un nivel de germinación adecuado.
La tasa real de germinación es un factor que indica la
pureza y el nivel de gerrninación de las semillas (TRG =
% pureza x % germinación): cuanto mayor sea, mayor
será la probabilidad de supervivencia de la semilla. La
cantidad real necesaria para sembrar una hectárea de
terreno viene determinada por:
Dosis real (Kglha) =
TRG
x 100
Kglha estimada
TABLA 17.Vlll. NIVELES DE SIEMBRA
(1 Kg = 1.O00 semillas)
r
METODO
CULTIVO
PROTECTOR
(Kg/ha)
ESPECIES
NATURALES
(Semillaslm2)
GRAMINEAS
LEGUMINOSAS
(Kg/ha)
ARBOLES Y
ARBUSTOS
(Semillaslm2)
1O
1O
25- 40
5
10- 50
50-1O0
20
20
80-1O0
150
5-1O
5-1O
1O
1O
Siembra en hileras
Siembra a voleo o hidrosiembra:
mulch)
- Pendientes medias (sin mulch)
- Pendientes ligeras o zonas llanas
(sin mulch)
- Fuertes pendientes (con
50
5-1O
Fuente: Coppin, N. J. and Bradshaw, A. W., 1982 (modificado).
La aplicación de mulch está muy indicada cuando las
condiciones ambientales son extremas (salinidad, temperaturas altas, baja pluviometría y humedad, etc.). Según
Turelle (1973), los mulches son esenciales cuando no se
pueda efectuar una <<camade siembra>, adecuada, la
siembra tenga que realizarse fuera de la estación idónea,
el suelo sea altamente erosionable o cuando la zona presente pendientes especialmente fuertes.
El tipo de mulch a utilizar se seleccionará en función de
los requisitos que concurran en cada caso concreto:
La mezcla debe ser equilibrada, de tal manera que no
se produzca competencia entre especies, ni se inhibe el
desarrollo de algunas. Por ejemplo, las especies herbáceas anuales no deberán tener una gran representatividad ya que ello podría retardar el establecimiento de especies permanentes, de mayor interés.
4. MULCHES Y ESTABILIZADORES
- Uso del suelo.
Se define como mulch toda cubierta superficial del suelo, de naturaleza orgánica o in.orgánica que tenga un efecto protector y ayude al establecimiento de la vegetación.
Es importante no confundir a este tipo de materiales con
las enmiendas edáficas ya que éstas también aumentan
la producción vegetal, pero su nivel es distinto: se incorporan al desarrollo evolutivo del suelo, mejorando y variando intrínsecamente las propiedades físico-químicas del
sustrato edáfico. Algunos compuestos orgánicos pueden
actuar como mulch y enmienda.
Las razones que justifican el uso de mulch son muchas
y variadas; a continuación se indican de forma esquemática alguna de sus cualidades más importantes:
- Características climáticas y atmosféricas.
- Topografía del terreno.
- Disponibilidad de los materiales.
- Coste del material (lo que más encarece el uso de
mulch es el transporte hasta la zona de destino).
Cqmo ya se ha indicado anteriormente existe una gran
variedad de mulches y estos pueden diferenciarse según su origen y naturaleza.
Tipos de Mulch:
- Reducen el impacto que las gotas de lluvia producen
en el suelo: disminuyen la erosión hídrica.
- Ralentiza el flujo de agua deescorrentia.
- Disminuye la velocidad
. . .. -
-- . . -
del viento: erosión eólica.
- Disminuye la evaporación y.conserva-la.humedad del
suelo.
- Limita el movimento de aire y aumenta la humedad relativa er! la superficie del suelo.
- Aumenta la capacidad de infiltración.
- Modifica las temperaturas extremas en la superficie
del suelo.
- Retiene a las semillas y plantas y promueve un microhábitat que favorece su germinación.
- Algunos tipos de mulch introducen microorganismoc.
- Disminuye la probabilidad de que se produzcan heladas.
.
.
- Orgánicos:-
-
Residuos agrícolas: heno, paja, molidos de coja, zuros de maíz, residuos de lúpulo, c á m a s de caca- - huetes y arroz, residuos de la caña de azúcar, granos aplastados, pienso, etc.
Residuos forestales: celulosa. serrín, lana (excelsior) de madera, corteza de árbol, hojas y acículas,
astillas, cenizas, hidromulches (fibra vegetal y pacta de papel).
- Inorgánicos: fibra de vidrio, grava, gravilla, emulsiones
bituminosas, plásticos, geotextiles.
En la Tabla 17.IX se indica la efectividad de distintos tipos de mulches para controlar la erosión.
TABLA 17.IX
MULCHES
1. Malla de yute
2. Manta de lana de madera
3. Fibra de vidrio y emulsión asfáltica
4. Virutas de madera y emulsión
asfáltica
5. Heno y emulsión asfáltica
6. Emulsión asfáltica
7. Restos de maíz y emulsión
asfáltica
8. Celulosa y malla ancha de
papel
9. Fibra de vidrio
10. Celulosa y emulsión asfáltica
11. Celulosa
12. Malla de pasta Kraft
13. Látex
TABLA 17.X. DOSIS DE APLlCAClON Y GRADO DE
ESTABlLlZAClON PRODUCIDA
EROSION
RELATIVA
(Referida a la medida
en la malla de yute)
1,O
1,l
1,4
23
2,s
2,s
4,5
7,9
7,9
8,5
MATERIAL
Excelsior
Serrín
Astillas
Fragmento de corteza
Turba
Heno o paja picada
Fibra vegetal
Fibra de algodón
Pulpa de fibra vegetal
Papel triturado
Pasta de papel
Lodos procedentes de la digestión de depuradoras
DOS'S
2-4
2-4
5-10
2-4
2-4
2-4
2-3
0,5-2
2-3
ESTABlLlZAClON
2-3
Buena
Baja
Baja
Media
Media
Media
Muy buena
Muy buena
Baja
Muy buena
Media
1-5
Pobre
2-3
Fuente: Coppin, N. J. and Bradshaw, A. D., 1982.
12,9
20,7
25,4
Fuente: Cátedra de Planificación y Proyectos, ETSl de Montes,
1983.
La forma de aplicar el mulch es, bien junto a la mezcla
de semillas y otros aditivos en la hidrosembradora o hidromulch, bien con abonadoras. Se suele aplicar a 30 m
de distancia aproximadamente y en el sentido longitudinal
de la pendiente. Cuando se trata de zonas pequeñas o
inaccesibles a la maquinaria se puede extender manualmente.
La aplicación de mulches sobre terrenos en pendiente
o excesivamente lisos (pared de roca, terrenos quehan _
sido perfilados, etc.) puede no ser efectiva si este tipo de
material no queda bien fijado al sustrato. La resistencia de
los mulches al movimiento por aire y agua se incrementa
si se retienen al suelo mediante algún tipo de sustancia o
riego asfáltico,
procedimiento que sirva de <<pegamento**:
malla, grapas, paso de rodillos o gradas, etc. En general,
se deben utilizar mulches flexibles, manejables y que se
acomoden fácilmente a las irregularidades del terreno.
Los materiales utilizados como mulches protectores de- berán ser biodegradables y químicamente ineries para no
dañar ni a las semillas ni a las plántulas.
La dosis de aplicación está muy relacionada con el tipo
de material utilizado. Por ejemplo, se requieren de 3.800
a 5.000 Kglha como mínimo de paja cortada para que esta
sea eferctiva (HACKETT, B , 1972). En la Tabla 17.X se
indican algunos niveles de aplicación para distintos materiales y el grado de estabilización que producen.
Se define como estabilizador todo producto químico, orgánico o inorgánico que, aplicado superficialmente en solución acuosa, protege temporalmente al suelo del viento
y la erosión.
.Produce la aglomeraciónfísica de las partículas mediante la formación de enlaces coloidales orgánicos. Ello a su
vez aumenta la capacidad de retención del agua y disminuye la evaporación.
La vida media de los estabilizadores es más corta que
la de tos mulches, sólo son efectivos hasta que la vegetación arraiga. Tienen que ser productos biodegradables
, y no tóxicos, aunque hay algunos que pueden ser perju. diciales para las plántulas, especialmente las leguminosas.
Pueden ser de naturaleza muy diversa, estractos acuo-.
sos de algas marinas u otras plantas, alginatos, gomas
(mucilagos), plásticos sintéticos, resinas, caucho, etc. Los
- .-,de uso más frecuente, .a pesar de su precio elevado; son. - los productos de sintesic: polímeros acrílicos y vinilos de
pláqico líquido, acetatos de polivinilo (PVA), etc.
Los estabilizadores actúan de tres maneras diferentes:
formando geles cohesivos que aglutinan las partículas del
suelo, formando costras superficiales o. creando una pequeña y delgada película en la superficie que protege al
- suelo del movimiento.
Pueden ser aplicados mediante maquinaria agrícola
convencional:. vaporizadores de-boquilla gruesa; los nive; . . .
les de dilución pueden ser bajos. Sin embargo, es la hidrosembradora el método más usual de aplicación; los niveles de dilución dependen de fa capacidad del tanque.
Como resumen al presente apartado, se presenta la Tabla 17.X1, donde se indican los mulches y estabilizadores más usuales en la recuperación de zonas degradadas
y las dosis de aplicación, así como los niveles de efectividqd alcanzados por cada uno.
.
.
--
.
.
TABLA 17.XI.
MULCHES Y ESTABILIZADORES DE USO FRECUENTE EN LA RECUPERACION DE ZONAS
DEGRADADAS
- - - .. .
MATERIAL
Mulches:
Excelsior
Serrín
Astillas
Corteza
Turba/musgo
Red de yute
Heno
Paja
Fibra de vidrio
Estabilizadores mulches:
Fibra celulosa (como suspensión)
Lodos (como suspensión)
Estabilizadores:
Asfalto (1:1)
Látex (emulsión)
Alginatos y otros coloides carbohidratados (emulsión)
Acetato de polivinilo (1:5)
Estireno butadieno (1 :20)
DOSIS
(Tlha)
PERSISTENCIA
ESTABII-1ZACION
KTENClON
DE AGUA
4
4
1O
4
1
Media
Media
Media
Alta
Baja
Media
Baja
Media
Alta
Media
Baja
Baja
Baja
Baja
Alta
Alta
Alta
Media
Media
Baja
Media
Media
Baja
Baja
Baja
Baja
Baja
1-2
2-4
Media
Baja
Alta
Media
Baja
Baja
0'75
02
Baja
Baja
Media
Media
Baja
-
-
-
0,2
1
0,2
Media
Media
Media
Media
Media
Media
-
-
2
-
3
3
-
NUTA~ENTES
',QxIc~~A~
-
M
M
-
Baja
m
m
1
-
-
Baja
-
Baja
Media
Media
Media
Fuente: Bradshaw, A. D. and Chadwick, M. J., 1980.
5, OTROS METODOS DE IMPLANTACION
En apartados anteriores se han analizado los métodos
de implantación de uso más común. Sin embargo, existen
otros sistemas que aun siendo tambibn su objetivo final la
instauración de la vegetacidn, no emplean los rnetodos
tradicionales de plantación y siembra. Están especialmente indicados en terrenos fuertemente degradados y que
presentan pendientes elevadas, y para iTItroducir especies
vegetales naturales. A continuación se indican algunas de
las técnicas más usuales.
5.1.
Horizonte superficial del suelo como fuente de
semillas naturales
Se trata de un método apropiada para-lalegeneración
de comunidades vegetales naturales. Dicho método está
basado en la utilización de los primeros centímetros de
suelo, 2 cm en terreno no cultivado, rico en materia orgánica y frutos (procedente de turberas, prados, etc.), como
capa protectora y suministradora de semillas.
El método consiste básicamente en decapar el horizonte superficial, de forma mecánica principalmente (aspiradora de semillas y humus), y extenderlo sobre la superficie a revegetar, bien a mano, si el área es pequeña, bien
con hidrosembradora.
A pesar de contener suficiente material vegetal, no suele ser un método de resultados rápidos. En algunas ocasiones es necesario cultivar especies protectoras no com-
petitivas o cubrir el cultivo para disminljir el tiempo de germinación y estabilizar el terreno al mismo tiempo.
5.2.
Encespedamiento
La vegetación herbácea puede ser introducida mediante el trasplante de tepes o -mantas. de cesped cultivadas y producidas en vivero. Es un método muy. caro y sólo
se suele uSar para cubrir zonas pequeñas y con fines paisajísticos y recreativos, principalmente.
El tamaño de los tepes es muy variado, desde pocos
centímetros hasta varios metros cuadrados. El espesor
suele ser de unos 60 mm y se colocarán horizontalmente
o diagonalrnente de forma alterna en -aparejo de tizones,)
y asegurándoles posteriormente con estaquillas de rnadera o con clavos. En zonas muy escarpadas se podrán colocar sobre el ~espedredes de alambre o yute, que también se fijarán al suelo.
Este método además de mejorar rápidamente el aspecto visual de la zona recuperada tiene un efecto protector
y estabilizad~rde! suelo, disminuyendo la superficie de escorrentía del agua.
Es necesario conseguir un buen contacto entre las raíces del césped y la superficie del suelo, de manera que
la vegetación enraice rápidamente y pueda sobrevivir
Para ello, puede ser necesario escarificar el terreno previamente, de manera que se creen pequeñas rugosidades en superficie. El riego también es un factor beneficioso si hay posibilidad de que se produzcan períodos de sequía tras el establecimiento de los tepes
5.3. Trasplante de vegetación natural
En algunas ocasiones es necesario utilizar la vegetación natural para revegetar las zonas degradadas por falta de semillas o ejemplares en vivero, por ser necesario
trasladar algunas plantas, dentro de la propia zona a recuperar, a un lugar más adecuado, etc.
El método utilizado es el trasplante de la vegetación,
que consiste en mudar la planta desde el sitio donde fue
plantada o desarrollada naturalmente a otro.
Generalmente es una operación difícil y costosa, sólamente deberá intentarse con los vegetales que, por su tamaño o desarrollo, posean un <<valorespecial^^ y que además reunan las condiciones fisiológicas adecuadas para
asegurar el éxito a la operación.
Las especies de hoja caediza podrán trasplantarse a
raíz desnuda cuando el diámetro del tronco sea inferior a
20 cm (medido a un metro del suelo). En individuos de tamaño superior sólo se deberán trasladar en situación muy
concreta y con el sistema radicular protegido por el
cepellón.
En cuanto a las especies de hoja persistente, siempre
se trasladan con cepellón y hay menos restricciones en
cuanto al tamaño del individuo.
En el caso de que la planta sea grande, no se plante
en el momento o haya que trasladarla a un lugar alejado,
se deberá inmovilizar el cepellón, bien rodeándolo con una
envoltura de yeso o escayola, bien con duelas de madera
muy apretadas contra la tierra. En cualquier caso será
conveniente cortar las raíces que sobresalgan del cepellón.
En el momento de extraer la planta del terreno, se efectuará verticalmente y con cuidado para no separar la
planta.
La plantación deberá efectuarse de la siguiente manera:
1. Preparación del terreno: desfonde (50 cm de profundidad sin voltear) y laboreo o mullido del suelo.
2. Excavación del hoyo. El volumen de excavación dependerá del tamaño del árbol, por ejemplo, para un
ejemplar de 2 a 3 m de altura y de 18 a 20 cm de diámetro se efectuará un hoyo de 0,6x 0,6x 0,6 m3.
3. Incorporación de abonos y enmiendas. Bien al propio
material excavado o bien directamente en el hoyo,
momentos antes de la plantación.
6. CUIDADOS POSTERIORES A LA
IMPLANTACION
La implantación de la nueva vegetación no-queda concluida con la plantación o siembra propiamente dicha, sino
que es necesario efectuar una serie de cuidados posteriores que garanticen el desarrollo adecuado de la misma,
hasta que pueda mantenerse por sí sola.
El período de tiempo durante el cual es necesario efectuar las labores de mantenimiento está en función del tipo
de vegetación instalada, de la calidad del sustrato sobre
el cual se asiente y de las condiciones atmosf6ricas de la
zona.
De forma general, puede indicarse que los cuidados mínimos que deben llevarse a cabo son.
- Riego.
- Fertilización: requerimientos nutricionales de las plantas.
- Reposición de marras.
- Colocación de vientos y tutores.
- Plazo de garantía y repetición de las hidrosiembras.
- Análisis edáficos periódicos, especialmente en zonas
contaminadas: presencia de elementos tóxicos, salinidad, acidez, etc.
- Aclareo de zonas plantadas y siega de superficies
sembradas.
6.1.
Riego
Es una labor fundamental en zonas extremadamente
áridas con precipitaciones inferiores a 350 mmtaño. También es necesario la aplicación de riegos periódicos en
areas donde se hayan implantado especies arbóreas muy
sensibles a la sequia.
La periodicidad en los riegos y la cantidad de agua a
emplear en cada uno de ellos están limitadas por la disponibilidad hídrica de la zona.
La dosis de riego depende de los requerimientos de
agua de las distintas especies vegetales implantadas y de
la composición textura1del sustrato. A continuación se exponen las necedidades de agua para distintos materiales,
segun su contenido en arcillas, Tabla 17.Xll.
4. Relleno. Se deberá efectuar en tongadas, compactando el suelo a continuación.
. - - . . - . . . ..
5.
Poda de plantación. El sistema radicular de la planta
deberá ser cortado para evitar un desequilibrio inicial
entre las raíces y la parte áérea.
Otros métodos de estabilización y plantación de vegetación ya han sido comentados en el Capítulo 15 del presente manual: uso de turba o tierra vegetal; entramados
de estaquillas o mimbre y matorral, sobre los que se deposita una capa de tierra vegetal y se cubre con malla de
alambre; mallas extensibles de plástico o fibra de vidrio sobre los que se siembra; bloques huecos de hormigón; etc.
MATERIAL
DURACION
DEL RIEGO
FRECUENCIA
DEL RIEGO
> 50 % de arcillas
30-50 % de arcillas
< 30 % de arcillas
@ horas
6 horas
4 horas
Todos los días
Cada S días
Cada día
Fuente: Vogel, W. G., 1987.
En períodos de fuertes sequías, durante el verano principalmente, sería conveniente efectuar dos riegos semanales de 8 h cada uno, con volumen de agua de 9-7 litroslhora (si la sequia no es demasiado intensa se puede
--
.-
reducir a 1 riego de 8 horaslsemana). El volumen de agua
y la frecuencia de riegos se puede reducir gradualmente
en el segundo año.
Los sistemas de riego de uso más frecuente son el riego por goteo y por aspersión. En la Tabla 17.Xlll se indican las ventajas y desventajas más importantes de cada
una de las técnicas de riego indicadas.
TABLA 17,Xlll.
SISTEMA
DE
RIEGO
Goteo
Aspersión
en especies leguminosas. La aplicación podrá ser de 5 g
Nlárbol o 50 g Nlha en superficies sembradas a voleo, durante una o dos veces al año y en un período de 2 a 3
años después de realizada la implantación.
Los fertilizantes pueden ser añadidos en forma de abonado foliar o diluidos en el agua de riego.
El tipo de fertilizante que es aconsejable aplicar depen-
COMPARACION ENTRE EL RIEGO POR GOTEO Y EL RIEGO POR ASPERSION
VENTAJAS
INCONVENIENTES
- Necesita 113 de agua menos que el riego por
- La efectividad del sistema está condiciona-
aspersión.
- Evaporación mínima.
- Produce el lavado de sales en zonas con alto
contenido en C0,Ca.
do por la calidad del agua (sedimentos, sales, etc.).
- Necesidad de mantenimientos periódicos.
- Sistema poco móvil.
- Corta vida de los equipos de riego.
- Uso limitado en zonas de alta densidad de
plantación.
- Sistema caro.
- Sistema flexible y móvil: se puede colocar
- El agua se evapora mas fácilmente.
donde se quiera.
- La vida media del equipo es más larga que
la del sistema por goteo.
- Menor trabajo de mantenimiento.
- Sistema más económico.
- No está limitado por la densidad de plantación.
El riego se debe efectuar en las primeras horas de la
mañana o las últimas de la tarde y nunca coincidiendo con
días de fuertes vientos, para evitar una evaporación intensa del agua.
6.2.
Fertilización
Se deberán efectuar chequeos anuales para asegurarse que las plantas no presentan deficiencias nutricionales. Síntomas tales como amarilleamiento del follaje. aparición de calveros, disminución en el tamaño deios ejemplares, presencia de árboles muertos, observación de parásitos u hongos, etc., pueden ser indicativo de que las especies vegetales están mal nutridas o tienen deficiencia
en algún elemento esencial.
Dado que el sustrato no suele presentar una calidad
adecuada debido a que se trata de terrenos degradados,
las muestras se tomaran de las piantas directamente, haciéndose análisis foliares. Ello no significa que no sea adecuado analizar el sustrato, pero este tipo de muestre0 está
más encaminado al conocimiento de la presencia de elementos tóxicos, valor del pH, etc.
En los suelos fértiles no es preciso efectuar abonados
periódicos de mantenimiento, pero en zonas degradadas
y poco productivas es esencial la aplicación de fertilizantes nitrogenados, sobre todo en terrenos exentos o pobres
- Se necesitan grandes cantidades de agua.
- Se debe aplicar con mayor frecuencia.
de de las carencias nutricionales que se hayan presentado, del tipo de material sobre el que se planta, del pH, de
la presencia de especies vegetales competidoras, etc.,
pero básicamente estarán formados por nitrógeno, fósforo y potasio, que son los elementos nutritivos fundamen-.
tales para BI desarrollo: fertilizantes complejos de tipo
N-P-K de liberación lenta.
6.3.
Reposición- de
. .. .marras
Durante el verano siguiente a la plantación (6 meses
aproximadamente) se deberá comprobar la presencia de
ejemplares arbóreos o arbustivos muertos por cualquier
causa. El número de plantas secas o la proporción de superficie, respecto al total donde no se ha desarrollado la
vegetación, es indicativo del tipo de problema que ha podido producir la muerte de las plantas: enfermedad, mala
calidad de la vegetación, problemas de toxicidad, empleo
inadecuado de la técnica, competencia de otras especies,
etc.
En cualquier caso será necesario reponer los pies muertos, excepto en situaciones en que la mortalidad afecte a
más del 70 % del total y cuando se observen grandes calveros entre la plantación, ya que ello puede ser indicativo
de que tal especie no es adecuada para la zona.
6.4.
Colocación de vientos y tutores
Cuando las plantas alcanzan una altura de 1,5 m es
conveniente sujetarlas con un tutor (como Ya se ha
indicado).
En el caso de especies vegetales de hoja persistente o
muy desarrolladas, el tutor no es una medida suficiente de
sujécción. Entonces es necesaria la colocación de vientos; se trata de cuerdas o cables que se atan por un extremo al tronco del árbol a la altura conveniente y por otra
al suelo, se deberá proteger la corteza convenientemente.
si el
deberán reemplazarse cada
Los
árbol todavía no puede sostenerse por si mismo.
En las visitas periodicas se irán abriendo los enganches
entre los vientos o tutores y plantas, para permitir un crecimiento adecuado.
6.5.
Repetición de la hidrosiembra
Si pasado dos meses después de efectuada la hidrosiembra no se observa ningún brote de vegetación es necesario repetir la actuación de nuevo.
3.
Repetir las visitas una o dos veces durante la estación de crecimiento y si es necesario aplicar herbicidas.
4.
plantación de especies jóvenes podrá ser conveniente efectuar visitas durante los dos o tres primeros
arios, si la vegetación competitiva es muy densa.
El sistema de eliminación de la vegetación puede ser
manual, mecánico, químico, etc. Siempre deberá aplicarse el
perjudicial para elentorno y la propia
planta. También se tomarán las medidas oportunas en
cuanto a la seguridad de los operarios que manejan los
herbicidas y en algunas ocasiones será necesario cubrir
losárboles para protegerlos
del efecto de éstos:
TABLA 17.XIV. METODOS DE ERRADICACION DE
LA VEGETACION COMPETITIVA
-
METODO
Manual (hoz, azadilla)
6.6.
Control de la calidad del sustrato
Estos controles periódicos están especialmente indicados cuando se trata de terrenos fuertementes contaminados por elementos tóxicos: valores extremos de pH, concentración de sulfuros, hierro, sales, etc. En cada situación concreta se procederá a realizar las operaciones
oportunas; exceso de pH: aporte de caliza; concentración
elevada de sales: riegos periódicos (con cuidado para no
producir la pérdida de nutrientes); presencia de elementos tóxicos: neutralización; etc.
6.7.
Aclareo y eliminación de las malas hierbas
En zonas con una densidad de población excesivamente alta o superior a la señalada inicialmente como adecuada para cubrir los objetivos propuestos (cada uno necesita una densidad de plantación diferente), es necesario
efectuar un aclareo de la vegetación con el fin de conseguir el volumen de plantación deseado.
Normalmente, en las zonas donde la vegetación haya
sido introducida mediante plantación no será necesario
efectuar aclareos. Este tipo de prácticas suele ser aplicado en superficies sembradas a voleo donde no es fácil predecir la'distribución espacial de las especies.
Una actuación esencial en la plantación es suprimir la
vegetación anual que crece alrededor de los ejemplares
plantados. Es más importante controlar dicha vegetación
que la que crece entre los ~ ~ p i eE!lo
s ~ ~se. debe a que la
competencia por la humedad y los nutrientes del suelo es
más intensa en las proximidades de la zona radical de la
planta.
La eliminación de las malas hierbas se puede efectuar
de diferentes maneras:
1.
2
Antes de ejecutar el hoyo de plantación.
Inmediatamente después de plantado el ejemplar.
OBSERVACIONES
Método caro; no es perjudicial para la planta.
Mecánica (segadoras. ro- Pueden afectar al árbol.
dillos)
Químicos (uso limitado):
Sprays, paraquat
Dalapon
Glyphorato, altracinas
De contacto; acción foliar;
no sistemático.
Control de gramíneas; sistemático.
Aplicación en invierno; alto
espectro; sistemático.
Granulados:
Glorotiamida, propizami- Sólo se aplican en invierno.
No son perjudiciales ni
da y diclorobencil
producen problemas residuales. Baratos.
Fuente: COPPIN. N. J.. and BRADSHAW. A. J.. 1982
6.8. Siegas
En las superficies hidrosembradas o sembradas a voleo con especies de carácter encespedante, la vegetación
se desarrolla rápidamente. Si no se efectúan algunas siegas periodicas, se pueden producir acúmulos de vegetación muerta, perjudicial para el desarrollo futuro y alteraciones en el paisaje circundante (agostamiento de la hierba crecida, amarilleamiento, calveros, etc.).
La frecuencia de las siegas dependen del tipo de vegetación instalada y del uso final que se pretenda; por ejemplo en zonas destinadas a áreas deportivas y recreativas,
la vegetación herbácea deberá ser cortada cada dos o tres
semanas durante el verano: es preferible varias siegas ligeras que una demasiado intensa.
- ANON: Hydroseed for efficient reclamation. Coal Mining and
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-
Capítulo 18
EVALUACION ECONOMICA DE LOS PROYECTOS DE
RESTAURACION
La evaluación económica de los trabajos de restauración de los terrenos afectados por las minas es un proceso complejo, ya que dentro de un planteamiento integral
esta evaluación económica se debe entender como una
parte más del análisis de costes y beneficios del proyecto
minero, donde se incluirán tanto los costes y beneficios directos como los indirectos. En este capítulo sólo se harán
referencias a los costes directos, por pensar que están relacionados estrictamente con el promotor minero que pregunta continuamente por la rentabilidad de la restauración
de las minas.
Bajo este aspecto la restauración de terrenos comprende un conjunto de actividades que, en ocasiones, algunas
de ellas, no son fácilmente cuantificables.
Los conceptos más importantes que deben tenerse en
cuenta en la estimación total de los costes de restauración, secuencialmente en el tiempo, son los siguientes:
- Estudio de impacto ambiental y10 proyecto de restauración.
- Preparación de documentos para la obtención de permisos, licencias y aprobaciones.
- Reuniones con responsables de organismos oficiales
competentes, antes, durante y después de la concesión de permisos. .
- Costes de restauración, propiamente dichos, que incluyen la mano de obra, la maquinaria, y los materiales en las operaciones de remodelado de terrenos, extendido de horizontes superficiales, obras estructcira!es, sienbras, etc.
- Programas de seguimiento y control ambiental a medio y largo plazo.
El hecho de que algunos de esos gastos se produzcan
invariablemente antes de poner las explotaciones en marcha obligan a buscar fuentes de financiación para poderlas llevar a cabo, lo que puede suponer un coste adicional.
Por otro lado, el factor tiempo introduce una componente de incertidumbre apreciable, pues la legislación ambien-
tal evoluciona y, lo que es más importante, los planes de
explotación previstos por las empresas pueden variar, ya
que no están elaborados con unos criterios rígidos y estáticos a lo largo de la vida de los proyectos, un ejemplo
de esto es la modificación que sufre la interpretación geológica del yacimiento al ampliar las campañas de investigación, el cambio de los criterios de explotabilidad al variar las condiciones económicas o de mercado, etc., todo
ello puede también provocar un cambio en los objetivos y
planteamientos de la restauración.
Otro aspecto que influye de manera significativa es la
capacidad para realizar la restauración simultáneamente
con la explotación. Si esto es posible se consigue un abaratamiento muy importante al eliminar la duplicidad de labores o actividades. Los argumentos que utilizan algunos
responsables mineros de que la recuperación de terrenos
sólo es posible al finalizar la explotación o que supone un
gravamen económico inabordable para las empresas,
constituyen en muchos casos maniobras dilatorias que
conducen a medio o largo plazo a situaciones casi irreversibles, con una repercusión importante en la marcha y
viabilidad de las explotaciones, así como en la restauración efectiva de las zonas alteradas.
Todo esto que se ha apuntado son aspectos.a tener en,
cuenta y' que, en ocasiones, se utilizan inadecuadamente
para justificar esa supuesta inviabilidad económica de la
restauración da áreas alteradas por labores mineras. Lo
usual en países con una alta preocupación por el medio
ambiente, que coincide con países desarrollados, es que
los costes de restauración se contemplen como un gasto
más de produccicín, al que debe hacer frente el valor del
mineral extraído. Los porcentajes que representan esos
costes en el contexto de cada uno de los sectores son pequeños, pues sólo basta expresarlos, tras el correcto diseno de la explotación y evaluación de las reservas, en
PTAIt de mineral extraído.
En resumen, en este capitulo sólo se intenta dar una
metodología de cálculo de los cost?s directos de restauración, y no cifras extrapolables a diferentes escenarios o
situaciones cuyo uso podría ser arriesgado y poco adecuado
2.
OPERACIONES PRINCIPALES. UNIDADES
DE OBRA
Todos aquellos trabajos susceptibles de cuantificación
(medición y valoración) constituyen las denominadas <<unidades de obra)). Estas unidades de obra se clasifican por
artículos o capítulos sobre unos impresos, similares al de
la Tabla 18.1, en los que además se puede indicar las mediciones de cada una de ellas. Las cantidades de una misma unidad de obra dentro de cada artículo o capítulo se
suman, y en caso de que haya trabajos en el proyecto que
no vengan definidos, pero sí valorados en partidas alzadas, también se indicaran con vistas a la evaluación económica global.
Se debe prescindir de aquellas partidas que supongan
un coste insignificante o que no permitan una valoración
exacta y que su influencia sea pequeña, y contemplarlas
al final como un porcentaje del resto de los conceptos evaluados. De esta forma los cálculos, sin carecer de rigor,
se simplifican.
Si el proyecto lo requiriera, por su amplitud, las unidades de obra se codificarán, teniendo en cuenta la naturaleza de éstas. La codificación deberá hacerse, tras establecer los grupos y subgrupos de unidades, dándoles a estos un número o una letra o ambas cosas.
1
A título de ejemplo, algunas de las principales unidades
de obra que puede comprender un proyecto de recuperación de terrenos alterados son las siguientes:
1. Movimiento de rocas, tierras y suelos.
1.l. Retirada y acopio de horizontes superficiales.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
9.
10.
11.
12.
1.2. Remodelado de taludes.
1.3. Explanaciones.
1.4. Rellenos con materiales estériles de la propia
explotación o de fuera de la zona.
Excavación de zanjas, canales, pistas, etc.
Construcción de obras estructurales: drenajes, bajantes, cunetas, balsas de decantación, etc.
lmpermeabilizaciones y sellados.
Demolición de estructuras e instalaciones.
Operaciones de preparación del terreno, ripado,
subsolado, etc.
Recubrimientos y protecciones.
7.1. Traslado y extendido de suelos de la propia
explotación.
7.2. Traslado y extendido de suelos procedentes
de préstamos.
7.3. Recubrimientos con escollera, grava y materiales inertes.
Siembras.
Plantaciones.
Cerramientos.
Señalización.
Mantenimiento.
TABLA 18.1
UNIDADES
Núm.
orden
UNIDAD DE OBRA
Núm. .
de
partes
Iguales Longitud
DIMENSIONES
Latitud
CUBICACIONES
Altura o
espesor
Parciales
Totales
TABLA 18.IV.
(33)
12
13
(34)
(35)
14
15
(36)
(37)
-9)
)
,40)
(41)
(42)
(43)
22
23
(44)
(45)
24
25
(46)
(47)
26
27
(48)
(49)
28
(50)
(Continuación)
TIPO
N.ODE ORDEN
11
.
-
Desbroce y limpieza de terreno a mano, incluso retirada, carga y transporte de productos
Despeje y desbroce de terreno, por medios mecánicas,
con un espesor de 20cm, carga y transporte de
productos
Escarificado superficial del terreno natural por medios
mecánicos
Excavación, en zanja por medios mecár?icos,en cualquier terreno, incluso carga de productos sobrantes y
transporte a vertedero
Excavación en desmonte y carga por medios mecánicos en cualquier terreno, y transporte de productos sobrantes a vertedero
Refino y nivelación por medios mecánicos de taludes
Refino y rastrillado a mano de taludes, para igualación
de su superficie
;A
6
7
1.300
1.700
Ud
Ud
1.300
1.700
Ud
Ud
1.300
1.700
Ud
Ud
1.300
1.700
Ud
Ud
600
900
Ud
Ud
1.300
1.700
Ud
Ud
1.300
1.700
Ud
Ud
1.300
1.700
Ud
Ud
1.300
1.700
-
COSTE DE ACTUACIONES
OPERACION
N." DE ORDEN
3
Ud
Ud
ya se incluyen los precios de la mano de obra, de la maquinaria, de los materiales, etc. En estos casos, la numeración es independiente a la de los precios unitarios.
.
TABLA 18.V.
2
PRECIO UNITARIO
PTA.
Populus alba, 8-10 cm de circunferencia. a raíz desnuda, ramificado
ldem contenedor
Populus nigra 10-12 cm de circunferencia, a raíz desnuda, ramificado
ldem en contenedor
Salix alba, 8-10 cm de circunferencia a raiz desnuda,
ramificado
ldem en contenedor
Alnus glutinosa, 10-12 cm de circunferencia,a raíz desnuda, ramificado
ldem en contenedor
Corylus avellana, 6-8 cm de circunferencia, a raiz desnuda, ramificado
ldem en contenedor
Fraxinus excelsior, 10-12 cm de circunferencia,a raíz
desnuda, ramificado
ldem en contenedor
Acer monspessulanum, 6-8 cm de circunferencia, a raíz
desnuda, ramificado
ldem en contenedor
Prunus avium, 8-10 cm de circunferencia, a raiz desnuda, ramificado
ldem en contenedor
Juglans regia, 10-12 cm de circunferencia, a raíz desnuda, ramificado
ldem en contenedor
Por otro lado, también es frecuente dar el coste global
de algunas operaciones principales o actuaciones de la
forma en que se indica en la Tabla 18.V. En esos costes
1
UNIDAD
PRECIO UNITARIO
PTA.
UNIDAD
m2
200
m2
65
m2
25
m2
375
m
m2
31O
20
m2
.
125
TABLA 18.V.
(Continuación)
-
TIPO
Perfilado y limpieza de cunetones, en tierras, incluso
carga y transporte a vertederos de productos sobrantes
Levantado de losa de pizarra o similar sentado sobre
base de hormigón y p.p. de material de agarre, con recuperación de la misma incluso'retirada, carga o acopio y transporte dentro de la explotación
Demolición por medios mecánicos, de fábrica de mampostería, incluso retirada, carga y transporte de productos
Desmontaje de cerramiento de tela metalica a mano,
incluso retirada y carga de productos con transporte
fuera de la explotación
Desmontaje de barandilla en miradores existentes, retirada, carga y transporte y p.p. de demolición de cimentación si fuese necesario
Limpieza de cunetones de hormigón incluso carga y
transporte a vertedero de productos sobrantes
Suministro, relleno y extendido por medios mecánicos
de suelos aceptables, procedentes de préstamos
Suministro y puesta en obra de hormigón tipo H-50 fabricado con cemento PA-350, tamaño máximo de árido 40 mm colocado en fondo de excavación para capa
de limpieza y10 rellenos
Suministro y puesta en obra de hormigón tipo H-150 fabricado con cemento PA-350, tamaño máximo de árido 4 cm colocado en zanjas, zapatas y soleras incluso
vibrado a' cualquier profundidad
Suministro y puesta en obra de hormigón tipo H-250 fa- 1
bricado con cemento PA-350, tamaño máximo de árido colocado, incluso vibrado a cualquier profundidad
Coiocación de. losa de pizarra existente, sentada sobre
arena incluso recebado de juntas con tierras seleccionadas, en caminos y escalera
Excavación por medios mecánicos en caja, pavimentación, refinado y compactado con aporte de tierras
adecuadas .incluso carga y transporte de productos-sobrantes, en caminos .
.
S~iú-baseo explanada mejorada de arena de miga,
puesta en la mina, incluso cornpactación
Suministro y colocación de geotextil en caminos y
escaleras
Encachado de piedra caliza sentado sobre capa de
modero de cemento y arena de río y posterior recebado'incluida, excavación, solera de hormigóny transporte de tierras sobrantes. . . . ... . . .
. ..
Apertura manual de zanja para plantación de setos de
0,30 x 0,30 m con tierras a los bordes
Rastrillado manual de terrenos para igualación de superficie (zonas llanas)
Laboreo de terreno para plantaciones hasta profundidad de 0,50 m con medios mecánicos
Apertura de hoyo para plantación de 0,20 x 0,20 x
0,20 m efectuado a mano con tierras a los bordes
Apertura de hoyo para plantación de 0,30 x 0,30 x
0,30 m efectuado a mano con tierras a los bordes
ldem 0,40 x 0,40 x 0,40 rn
ldem 0,60 x 0,60 x 0,60 m
Casilla picada de 0,60 x 0.60 x 0,30 m
UNIDAD
PRECIO UNITARIO
PTA.
-
-
TABLA 18.V.
(Continuación)
1
TIPO
31
32
33
34
35
36
UNIDAD
Suministro de tierra vegetal, tierras de cabeza, libres
de elementos gruesos, residuos vegetales, incorporadas al terreno
Suministro y plantación de arbustos en hoyos de
0,30 x 0,30 x 0,30 m servidos en envase incluido primer riego
Abonado de superficies hidrosernbradas con abono foliar NPK (8,24,8) o similar (Ho)
Mampostería ordinaria con piedra del lugar, tomada
con mortero, a una cara vista
Suministro y colocación de malla galvanizada para
cerramiento -Tipo autopista^^ incluso pequeña excavación, hormigón, anclajes y tornillería
Cerramiento a base de postes de hierro angular galvanizado de 40 x 40 x 4 mm 1,70 mm a 7 m de separación, empotrados y anclados en el terreno 30 cm y
guarnecido con dos hiladas superiores de alambre de
espino, doble hilo 13 x 15, y cinco inferiores de alarnbre liso galvanizado, tensado en postes de 60 x 60 x 6
mm de 2 m en tramos de 100 m y con 2 riostras cada
100 m
Las tablas anteriores, no pueden considerarse de ningún modo completas, ni conviene utilizarlas como aquí se
reflejan, pues se presentan a título de ejemplo y su finalidad es exclusivamente la de esclarecer la metodología a
seguir.
En el caso de la mano de obra, materiales y costes de
la maquinaria, el precio unitario resulta de la aplicación de
una serie de tarifas contrastadas y admitidas. Estos precios varían con carácter local y se actualizan con regularidad. Algunos de ellos, los más usuales, son publicados
por parte de organismos estatales y autonómicos.
En el caso de la mano de obra, por ejemplo, comprende las percepciones dei personal, los costes empresaria-.
les y los costes sociales soportados por cada empleado.
Los precios de los materiales se publican en revistas especializadas y para algunos de ellos, como las plantas y
semillas, hay que acudir a los catálogos que los viveristas
editan y que se accede a ellos directamente a través de
su solicitud.
En el caso de las semillas el Ministerio de Agricultura,
Pesca y Alimentación, a través del Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias o del Instituto Nacional de Conservación de la Naturaleza, dispone de un mecanismo para
su venta y comercialización. La variedad de semillas que
poseen es pequeiia, tanto para pratenses como para
leriosas.
Los rendimientos y calidades de semillas de especies
pratenses están registradas en la Lista Nacional de Variedades (LNV) que es competencia de la Administración
Central. A partir del 1 de enero de 1989 se pueden vender en España variedades de todas las especies pratenses, sin tener que estar recogidas en la LNV, sólo es necesaric que estén incluidas en el Catalogo Común Europeo de variedades de Plantas Agrícolas. Esto supone un
problema que se pretende corregir a través de la Lista de
PTA.
m3
m2
m2
m3
ml
ml
Variedades Recomendadas (LVR), competencia de las
Comunidades Autónomas. En este momento para Galicia,
Asturias, Cantabria, País Vasco y Navarra se puede consultar la información elaborada por el Centro de Investigaciones Agrarias de Mabegordo, perteneciente a la Consellería de Agricultura de la Xunta de Galicia que publica
<<Notassobre la Evaluación de Variedades de Especies
Para el resto de EsPratenses para las Zonas Húmedas~~.
paña se recomienda establecer contactos con la Asociación de Productos de Semillas (APROSE).
Las autonomías han ampliado el elenco de especies de
carácter natural que se pueden emplear a través de la producción de plantas en sus viveros y de la demanda por
parte de los contratistas de proyectos, sobre todo en el
tema de construcción de carreteras, que ha influido a que
viveros particulares también tengan plantones de especies
de interés para la restauración de áreas degradadas por
actividades mineras.
3.1.
Maquinaria
Si se deseara, por ejemplo, efectuar una estimación detallada del coste horario de la maquinaria sería preciso tener en cuenta los siguientes conceptos:
1. Costes directos de funcionamiento:
a. Consumos:
Combustible.
Lubricantes.
b. Reparaciones
c. Neumáticos.
d. Elementos de desgaste
e. Operador
2. Coste indirecto o de propiedad:
a. Amortización.
b. Intereses del capital.
c. Seguros.
d. Impuestos.
TABLA 18.Vll
COSTE DE LUBRICANTES,
GRASAS Y FILTROS
EN FUNCION DEL COSTE
DEL COMBUSTIBLE
EQUIPO
El procedimiento de cálculo de cada uno de los apartados anteriores para algunos de los equipos principales
empleados en los trabajos de restauración es el siguiente:
Excavadoras hidráulicas
Tractores de cadenas
Palas de ruedas
Mototraillas autocargables
Mototraíllas empujadas
Volquetes
20 %
20 %
20 %
15 %
11 %
13 %
3.1 . l . COSTES DIRECTOS DE FUNCIONAMIENTO
a. Consumos
a. 1. Combustible
b. Reparaciones
En general, el consumo horario de combustible de los
equipos diésel suele estar indicado entre las especificaciones del fabricante. No obstante, es posible estimarlos
a partir de la Tabla 18.VI en la que se refleja el consumo
específico para cada tipo de máquina, según las condiciones de trabajo.
El coste horario se obtiene multiplicando la potencia del
motor diésel en HP por el consumo específico, correspondiente a las condiciones de trabajo, y por el precio del litro del gas-oil.
En este término se incluyen los gastos relativos al arreglo de averías de las máquinas, incluyendo materiales y
mano de obra. La ecuación básica de cálculo es:
Precio de adquisición - Precio de neumáticos
.F
Horas de vida
El valor de <<F,,se toma de la Tabla 18.Vlll
c. Neumáticos
a.2.
Lubricantes
En este'apartado se incluyen los aceites del motor, de
la transmisión, de los mandos finales, del sistema hidráulico en general, las grasas consistentes para los elementos en contacto metal-metal que no llevan. aceite
y los
.
filtros.
Aunque para realizar un estudio detallado de los costes
de lubricación de una máquina el procedimiento consiste
en realizar un cálculo económico a partir de la guía de lubricación y mantenimiento, el método más usual consiste
en deducirlo como un porcentaje del coste de combustible. En la Tabla 18.VII se indican los porcentajes comúnmentte empleados.
Para la determinación del coste de los neumáticos se
utilizan las vidas medias, en horas de tiabajo, que se indican en la Tabla 18.IX para cada tipo de máquina.
d. Elementos de desgaste
La duración de los elementos de desgaste depende de
diversos factores: la abrasividad de las rocas y suelos, los
impactos a que se someten y las condiciones de trabajo.
Esta última condición a su vez está influenciada por las características de los materiales de construcción, la supervisión de la operación, el mantenimi~ntode los equipos,
etc.
.
-
--
-
-.
TABLA 18.VI
CONSUMO ESPECIFICO (Ilh-HP)
CONDICIONES DE TRABAJO
EQUIPO
Tractores
Mototraillas autocargables
Mototraillas empujadas
Palas de ruedas
Volquetes convencionales
FAVORABLES
MEDIAS
DESFAVORABLES
0,13
0,l O
0,09
0,08
0,05
0,15
0,12
0,11
0,lO
0,08
0,17
0.14
0,13
0,12
0.10
TABLA 18.Vlll
1
1
EQUIPO
Tractores
Mototraíllas
Palas de ruedas
Volquetes convencionales
CONDICIONESDE TRABAJO
FAVORABLES
MEDIAS
DESFAVORABLES
0-8
0,7
0,6
1,3
0,8
0,8
0,9
1,8
1,O5
1,o
0,75
12
TABLA 18.IX
1
1
CONDICIONES DE TRABAJO
EQUIPO
Mototraillas
Palas de ruedas
Volquetes convencionales
FAVORABLES
MEDIAS
DESFAVORABLES
4.000
4.000
4.000
3.000
3.000-3.500
3.000-3.500
2.500
1.OOO-2.500
2.000-2.500
Cifras en horas.
La valoración de los elementos de desgaste constituye
una tarea difícil por la gran cantidad de variables que influyen en la duración de los mismos.
A continuación, a modo de ejemplo, se indican las vidas operativas, en horas, más usuales de algunos de los
Útiles empleados en los tractores y mototraíllas.
TABLA 18.X.
e. Operador
El coste del operador debe incluir el salario, la seguridad social a cargo de la empresa y las vacaciones, así
como .las dietas en algún caso particular. Especial cuidado debe ponerse al calcular el coste horario, pues si el
operador está en plantilla de la empresa, se deberá partir
del coste anual, que es el gasto en el que se incurre, independientemente del número de horas que trabaje la
máquina.
TRACTORES DE ORUGAS
ELEMENTO DE DESGASTE
Puntas
Protectores
Rejón
Cuchillas
.
TlPO DE ROCA
COSTE INDIRECTO O DE PROPIEDAD
BLANDA
MEDIA
DURA
a. Amortización
150
1.500
1O:OOO
300
30
450
3.500
200
15
150
1.000
100
Está determinada por la pérdida del valor producida pgr
el paso del tiempo y por el deterioro, y merma del valor
subsiguiente, generada por el uso.
La suma a amortizar se calcula habitualmente restando
al precio de adquisición el valor residual y el valor de los
neumáticos, si es que la máquina los utiliza. Existen numerosos métodos de cálculo de la amortización, pero en
lo relativo a maquinaria se suele aplicar el método lineal
que consiste en dividir la suma a amortizar por el periodo
de amortización expresado en horas
Cifras en horas.
TABLA 18.XI.
3.1.2.
MOTOTRAILLAS
TlPO DE ROCA
ELEMENTO DE DESGASTE
Cuchillas
Cifras en horas
312
b. Cargas indirectas
Incluyen el resto de las partidas correspondientes. Los
intereses del capital que con las cantidades anuales que
se deben cargar al coste de la máquina en concepto de
las cantidades que se hubiesen obtenido a partir del ca-
pital invertido en la misma, si en lugar de adquirir ésta se
hubiese utilizado el dinero para otro tipo de negocio. Los
tres conceptos mencionados como cargas indirectas dependen directamente del precio de la máquina, y pueden
evaluarse como un porcentaje del valor de la misma. El
procedimiento de cálculo más empleado es el de la Inversión Media Anual que se obtiene de la ecuación.
INVERSION MEDIA ANUAL =
- Precio de adquisición (1
2N
+
N)
siendo «N))el número de años en los que se amortiza el
equipo. De acuerdo con esto, las cargas indirectas horarias serán iguales a:
CARGAS INDIRECTAS HORARIAS =
- Inv. Media Anual - Carga Ind. (%)
Horas de trabajo al año
En la Tabla 18.Xll se recoge un modelo de hoja de cálculo del coste horario de un equipo.
Por último, para calcular el coste de una determinada
unidad de obra en la que sean necesarios diferentes equipos, es preciso estimar el rendimiento previsto para cada
uno de ellos, en función de las condiciones en las que van
a trabajar. No se pueden dar unos valores estándar, pues
son muchos los factores a tener en cuenta, según el tipo
de obra que se desea llevar a cabo. Se aconseja, pues,
un análisis particular para cada caso especifico.
TABLA 18.Xll
MAQUINA:...............................................................................................
MODELO: ............................................................
.........
.............
Condicionesde trabajo: .....................................................................................................................................................................................................
Horas de vida estimada (h):..................................................................................................................................................................
.
.
.............................
Horas de trabajo al aiio (h):...................................................................................................................................................................
.
.
............................
Período de amortización en anos (N):......................................................................................................................................................................................
Valor residual (%): .....................................................................................................................................................................................................................
Cargas indirectas.
r Interés del capital (%): ...............................................................................................................................
r Seguros e impuestos (%): ...........................................................................................................................
TOTAL:............................
Costes de Propiedad
1. AMORTIZACION
.,
Precio de adquisicion ....................................................................................................................................
r Valor residual.............................................................................................................. :................................
r Valor de neumátims.....................................................................................................................................
PTA.
PTA.
PTA.
SUMA A AMORTIZAR ............................................................................................................................
l
AMORTIZ. HORARlA =
Suma a amortizar Horas vida estimada
PTA.
-
'
PTNh
PTA.
Cargas ind. horarias =
1
Inv. media. Cargas ind. (%) -Horas de trabajo al afio
..................................................................... PTNI =
3. COMBUSTIBLE ...............................................
Ilh ..................... .
.
.................................................................................................... (%) =
4. ACEITES, GRASAS Y F!LTROS (3) ......................
.
5, REPARACIONES (1) . (Factor reparaciones) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . =
Precio de los neumáticos - . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
-. . . . . . . . . . .
6. NEUMATICOS
Horas de vida útil
PTlh
-
PTNh
PTNh
-
PTAlh
7. ELEMENTOS DE DESGASTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
8. OPERADOR
1
l
Costes de Operación
Coste horario total
. . . . . . .
. . . .
PTNh
PTMh
1
PTNh
1
4.
PRESUPUESTOS PARCIALES Y
GENERALES
Para elaborar los presupuestos de los trabajos de
restauración se parte de los cuadros de precios en los que
figuran los costes correspondientes a todos los conceptos
(maquinaria, mano de obra y materiales! de las unidades
de obra, siguiendo el esquema representado en la
Fig. 18.1, plasmados en un impreso similar al de la
Tabla 18.XIII.
Las unidades de obra van a tener unos volúmenes de
trabajo, resultado de las mediciones y unas características del mismo en las que, por un lado, cada tipo de maquinaria tendrá unos rendimientos y, por tanto, exigirá
unas determinadas horas de trabajo; en relación con éstas y los costes unitarios de esas máquinas y de la mano
de obra se obtendrán las correspondientes partidas del
presupuesto. Por otro lado, se estimará el coste de los materiales propios de las labores de restauración (semillas,
plantas, fertilizantes, tierra vegetal, obras de acondicionamiento, etc.), como resultado de multiplicar los consumos
previstos en cada unidad de obra por el precio unitario
correspondiente.
No hay que olvidar que pueden aparecer partidas alza-
1
1
UNIDADES DE OBRA
I
(
das, que se tendrán que sumar a las cifras obtenidas
anteriormente.
La ejecución de la restauración de manera progresiva
y simultánea con la explotación, según ésta vaya alcanzando situaciones de posición final de diseño en hueco o
vertederos, tiene ventajas operativas y económicas, que
ya se mencionaron.
Por ejemplo, el tendido de un talud final del hueco de
una cantera requiere una labor de arranque, tanto mecánica como mediante explosivos que da lugar a material
vendible. Luego es una labor productiva y desde el punto
de vista de la unidad de obra, <modelado,,, del presupuesto de la restauración se puede proceder de dos maneras:
o darla coste cero, o asignarla el sobrecoste que tiene la
perforación, en caso de arranque con explosivo, o el sobrecoste por horas adicionales del tractor en un taluzado
más cuidadoso, en caso de arranque mecánico. Lo correcto es éste ultimo tratamiento.
Situación parecida se presenta en el modelado de los
taludes finales de un vertedero, cuando la operación se
realiza en las Últimas fases de vertido con las máquinas
en esa zona.
La suma de los costes obtenidos por cada unidad de
obra dará lugar al presupuesto total de la restauración.
I
Mediciones
1
Características
1.
J.
*I
Rendimientos
Consumos
RESERVAS DEL YACIMIENTO
ECONOMICAMENTE EXPLOTABLES
COSTES UNITARIOS
I
Horas de trabajo
COSTE
MAQUINARIA
i
COSTE
MANODEOBRA
COSTE
MATERIALES
-
.
4
I
PRESUPUESTO GENERAL
I
Coste unitario
de la restauración
PTNha
Figura 18 1
Melodologra para la elaboraoon de los presupuestos
TABLA 18.Xlll
N.O
ORDEN
NUMERO
DE UNIDADES
DESlGNAClON DE LA CLASE DE OBRA
PRECIO
DE LA UNIDAD
IMPORTE
PESETAS
-
5.
INDICES DE REPERCUSION ECONOMICA
DELARESTAURACION ENLOSCOSTES
DE EXPLOTAClON
Una vez elaborado el presupuesto global de la restauración de todos los teírenos afectados por una explotación, es interesante analizar la repercusión que pueden tener sobre la economía de la operación. Esto se puede Ilevar a cabo mediante la utilización de diferentes índices.
Los que se recomiendan para efectuar comparaciones o
estimaciones económicas rápidas son los que se refieren
a la unidad de superficie recuperada o a la tonelada de mineral extraída.
Con respecto al primer índice, los costes pueden enmarcarse dentro de unos rangos como son los recogidos
en las Tablas 18.X!V a 18.XVI contrastados por experiencias nacionales y del extranjero.
El segundo índice, que se refiere al coste de restauración para la tonelada de mineral extraída, tiene mayor variación que el anterior, pues depende de las dimensiones
del yacimiento, fundamentalmente d e la potencia de la
masa de mineral y espesor del recubrimiento.
,
A modo de ejemplo, considérese el caso de una cantera
que se explota para áridos, en la que la superficie total
afectada es de 30 ha con una profundidad media de explotación de 16 m. Si el coste de restauración estimado
es de 800.000 PTNha, resulta que el presupuesto total asciende a 24 millones de pesetas.
Como el volumen de reservas medio recuperable por
unidad de superficie para una densidad de 2,5 t/m3 es de
40 t.m2, significa que la repercusión de la restauración es
de 2 PTAít, que si se refiere al precio de venta, previsto
en unas 500 PTAIt, setraduce en un 0,3 % de este último, cantidad a todas luces insignificante.
Por último, se considera una rnina.de carbón con capas
inclinadas en la que se extraen 4 t/m2 de superficie afectada, valor medio que resulta del hueco total-de la corta
en la que se realiza autorrelleno, y se supone que el precio de venta del mineral es de 10.000 PTAlt y que el coste de la restauración de los terrenos para destinar estos
a un uso agrícola es de 1,4 millones de pesetas por hectárea. La repercusión de tales trabajos resulta ser 35 PTAít
de carbón, pero sobre los Costes totales de operación, supuesto un ratio medio de 10 m3b/t, asciende sólo al
0,99 % y referido al precio de venta del mineral al 0,35 %.
TABLA 18.XIV. COSTES DE LAS UNIDADES DE OBRA MAS FRECUENTES EN LOS TRABAJOS
DE RESTAURACION (INDEPENDIENTEMENTE DEL CLIMA O GEOGRAFIA)
1
TRABAJO
Instalación de la vegetación en taludes, en excavaciones, en presas de residuos o escombreras, usando hidrosiembra con mulch de
fibra.
Transplante manual de árboles o arbustos sobre pendientes moderadas.
Restauración de graveras y areneros, incluida
la nivelación, el modelado, el extendido de
suelos y la siembra.
Mantenimiefito anual (adición de fertilizantes
en terrenos previamente recuperados).
Restauración de canteras, nivelación del material de relleno.
OBSERVACIONES
500.000-1.000.000
Estimados utilizando 50 kglha, de semillas y 3
- kglha de fertilizante, más sembradora, - 2
operadores y un vehículo auxiliar.
1.000.000-1.500.000 Supuesto de 1.200 árboles por hectárea plantados manualmente y 1 .O00 PTA. por árbol
o arbusto.
500.000-1.000.000 Supuesto una gravera tipica sin profundidad
excesiva.
Coste de aplicación de fert~lizantesy riego.
TABLA 1 8 . x ~ . COSTES DE UNIDADES DE OBRA EN TRABAJOS DE RESTAURACION EN TERRENOS
MONTANOSOS
TRABAJO
Modelado y siembra sin incluir movimientos de
tierra vegetd.
Mantenimiento (adicional al coste de remodelado).
Recogida, acopio, transporte, descarga y extendido de tierra vegetal (adicional al coste
de remodelado). Si fuera necesario el rnovimiento de tierra vegetal para descubrir el mineral, sólo se considerará un coste de unas
150.000 PTAIha por este concepto atribuido a la restauración.
TABLA 18.XVI.
OBSERVACIONES
500.000-1.000.000 Modelado para minimizar la erosión, garantizar
el drenaje, preparación del terreno, y siembra.
Coste de aplicación de fertilizantes y riegos
15.000-20.000
para un año.
Estimado un coste de 300 PTA/m3de manipu400.000-700.000
lación de la tierra vegetal para cubrir los
terrenos alterados con una profundidad de
30 cm. Si los suelos deben ser apilados para
su posterior utilización se debe considerar
un coste doble.
COSTES DE LAS UNIDADES DE OBRA MAS FRECUENTES EN LA RESTAURACION
DE TERRENOS MINEROS UBICADOS EN CLIMA ARlDO O SEMIARIDO
TRABAJO
COSTE
(PTtüha)
OBSERVACIONES
200.000-500.000
Necesario para efectuar la recuperación en
terrenos muy alterados. Generalmente sirve
para acelerar el ritmo de obtención de una
cubierta vegetal permanente.
Siembra y riego en presa de residuos, escom- 1.000.000-1.500.000 Coste del sistema de riego por aspersores o
con goteo estimado en 1.000.000 de
breras y taludes de pistas.
PTAIha. Caudal de agua estimado entre
12.000 y 18.000 m3/ha a un coste de 8.000
a 9.000 PTA por 1.O00 m3.
80.000-100.000
Pendientes de talud mínimas, siembra manual
Siembra a volea con semillas y fertilizantes soa vóleo.
bre terrenos sin recubrir por suelos o mulch
900 000-1.500.000 Mezclas de hidromulch capaces de retener las
Hidrosiembra con 680 kg de mulch por hectásemillas y los fertilizantes en terrenos escarrea más semillas y fertilizantes.
pados y con pendientes suaves.
250.000-400.000
No utilizado en terrenos con fuerte pend~ente.
Extendido mecánico de paja o heno sobre la
Incremento de costes significativos si no
superficie en cantidades de 3.400 kglha.
existen accesos.
Extendido de suelos de préstamo (incluidos el
suministro, transporte descarga y extendido).
1
COSTE
(PTtüha)
1
I
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- TUTT, P., y ADLER. D.: '~Proyectos~~.
BLUME, Madrid. 1985.
Capítulo 19
SEGUIMIENTO Y CONTROL
Las evaluaciones de Impacto Ambiental tienen entre sus
objetivos como ya se ha indicado, analizar la explotación
minera en relación con el medio donde se va a desarrollar, y una de las partes que tienen estos proyectos consiste en la restauración del área afectada con la que se
pretende evitar en lo posible un dictamen negativo de
impactos.
El análisis de los impactos producidos por la explotación es independiente de la restauración ambiental de la
mina y áreas adyacentes, pero se presenta como una medida más, la última que tiene el proyectista para subsanar
los daños ocasionados en el Medio Ambiente, si es que
efectivamente existen.
Ambos tienen en común la existencia de un plan de seguimiento y control. En el caso del proyecto de restauración recibirá ese nombre solo cuando esté asociado a un
proyecto de explotación minera sujeto a Evaluación de Impactos Ambientales. Sino, pasará a ser el cuidado de la
obra, como parte del plazo de garantía, el que mediante
el mantenimiento y control de policía asuma las veces del
seguimiento y control.
En los estudios de impacto este seguimiento y control
se puede entender de una forma más clara como un análisis de las diferentes fases del proyecto. Por el contrario,
en un proyecto de restauración no se contempla este análisis y todo gira alrededor de la exigencia al explotador a
cumplir el Pliego de Condiciones Técnicas, elaborado junto con el de Mantenimiento de las obras realizadas.
,
2.
. . . .. . . .
EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL
En la fase de seguimiento y control, se debe contemplar, de una parte, que las características del proyecto de
explotación minera recogidas en las distintas etapas: investigación, instalación, explotacion y abandono sean
esas y no otras. Segundo: que los impactos que se puedan generar sean los previstos y no otros, con el fin de
evitar riesgos e incertidufibres. Tercero, prever que se
puede modificar la explo\gciÓ,n minera, o tomar nuevas
medidas correctoras, cuqydq los efectos imprevistos sean
nefastos para el medio ambiente. Y cuarto, verificar las
previsiones a fin de coqgw,ar la experiencia e incorpootras explotaciones mirarla en actividades fut~fagi.~de
neras.
(:!. ? , [
En definitiva, se puede decir que estos puntos están relacionados de una parte con la gestión ambiental propiamente dicha: puntos primero, segundo y tercero. Y de otra,
el punto cuarto, con el desarrollo del proyecto.
Si se considera que es fundamental que se cumplan los
aspectos de procedimiento y administrativos, tanto del
proyecto de explotación minera como de los procesos de
Evaluación de Impacto Ambiental, surge inmediatamente
un quinto punto que es la Eficacia de la Gestión.
2.1.
Exposición de un ejemplo
Uno de los objetivos del plan de seguimiento y control
es conocer el rendimiento de los materiales vegetales y
las técnicas empleadas en la restauración de una zona
como medida correctora para la evaluación de impactos.
Se considera que la reposición vegetal ha sido un éxito si
se consigue el establecimiento de una vegetación duradera, con un alto grado de superficie cubierta, que permite progresivamente la introducción espontánea de la vegetación autóctona (en el caso de un uso directamente ligado a la restauración del ecosistema o para evitar la
erosión).
De la evaluación y el análisis de los datos proporcionados por el plan se elaborarán unos criterios generales de
tratamiento del sustrato, mezcla de semillas, técnicas de
plantación y siembra y cuidados culturales que ayuden a
optimizar los resultados de posteriores proyectos de recuperación, de modo que disminuya el riesgo de fracaso de
la restauración y el coste de la ejecución.
El plan consistirá en un pr.ograma de inspecciones visuales periódicas y recogida de material de la.zona restaurada, en la que se anotarán sistemáticamente todos
aquellos aspectos de la vegetación y el suelo que permitan conocer la evolución en el tiempo de las siembras y
plantacior.vs realizadas y detectar cualquier problema de
desarrollo que presenten, as! como otros aspectos relacionados con el proyecto de restauración ejecutado y la
evolución de éste.
Algunos de los parámetros interesantes para conocer la
evolución de la vegetación y el suelo, son:
- Tiempo que tardan en aparecer las primeras plántulas.
- Epoca de foliación de las especies lenosas de hoja
caduca.
- Tasa de germinación de la siembra.
- Grado de cubierta total.
- Comoosición esoecífica.
- lndice de presencia de especies sembradas.
- Grado de cubierta por especie (si es posible).
- Presencia de enfermedades: virosis, hongos, etc.
- Pattern de distribución de las especies.
- Presencia de especies leñosas no sembradas.
- Análisis químico del suelo para verificar si las aportaciones orgánicas o químicas efectuadas en el sustrato
han sido efectivas, y en que grado.
Además de estos parámetros se inventarian otros que
faciliten la detección de cualquier problema de desarrollo
de las plantas.
Algunos aspectos útiles son los siguientes:
- Existencia de -calvas= en la zona revegetada.
- Decaimiento progresivo de la vegetación.
- Crecimiento lento.
- Malformaciones.
- Carácter de las especies presentes.
Si tras estos chequeos periódicos aparece algún síntoma evidente, será preciso entonces realizar un estudio
más detallado que la simple inspección visual, que concrete el problema y determine sus causas, y poner en
práctica las medidas oportunas que lo palien.
La duración del plan de seguimiento depende de las características del área restaurada: ubicación, uso destinado, inversión de ejecución del proyecto, etc., pero como
mínimo se aconseja que en el primer afio, tras su ejecución sea visitado frecuentemente.
La frecuencia de inspección de las parcelas puede fijarse de la siguiente forma:
En caso de parcelas de experimentación.
- Observaciones quincenales durante los 3 primeros
meses posteriores a la siembra.
- Observaciones al comienzo y al final de cada estación (primavera, verano, otoño e invierno).
- Dos observaciones más repartidas a lo largo del
año.
En caso de proyectos donde se establezca un-nuevo uso:
- Tres veces al año coincidiendo con !asJirialesy principios de las estaciones climáticas anuales más influyentes para las plantas.
las escombreras y huecos excavados, o el diseño final de
la explotación relacionado con el uso futuro previsto para
ella, etc.
Por otra parte, el seguimiento de los aspectos del tipo
de seguridad e higiene en el trabajo, tales como forma y
diseño de las presas de residuos para que no se rompan,
ubicación de balsas de decantación, eliminación de ruidos
y polvo, etc. y, por ultimo; a través de la selección de especies, la adecuación, en lo posible, del medio a las exigencias de las especies, la utilización de materiales apropiados en lo relativo a cantidad y calidad, etc.
Cuando se manejan materiales vivos como es el caso
de las plantas, el seguimiento y control se centra entre
otros aspectos, en diferentes momentos: la recepción de
los materiales, el almacenaje de estos, su colocación y
distribución y, en la respuesta de estos al medio. Para asegurarse de que se cumplen los objetivos del plan de restauración, se incorporan medidas de mantenimiento durante un tiempo que se planifica, durante este plazo no
sólo se deben cuidar y reponer los materiales que estén
en mal estado, sino recoger toda la información posible
apuntada en el apartado anterior.
La manera de realizar un seguimiento y control Óptimo
queda determinada en gran medida por el contenido que
recoja el Pliego de Condiciones Técnicas. En ocasiones,
la supervisión regular y pormenorizada del Director del
Proyecto facilita la ejecución del Plan de Seguimiento y
control.
3.1.
Exposición de u n ejemplo
A continuación, se especifican a modo de ejemplo las
exigencias relativas a los materiales, en el supuesto de
que la restauración la efectuará una empresa contratista.
A. Condiciones de carácter general
1.
Examen y aceptación
Los materiales que se propongan para su empleo en un
Proyecto dq restauración minera deberán
- Ajustarse a las especificaciones del Pliegc y a la descripción hecha en la Memoria o en los Planos.
- Ser examinados y aceptados por la Dirección de Obra.
La aceptación de principio no presupone ,la,defjn~tjva,,
que queda supeditada a la ausencia de defectos de calidad o de uniformidad, considerados en el conjunto del
orovecto,
-.
. . . a ,-. . .
a
Este criterio tiene especial vigencia y relieve en el suministro de plantas, caso en que el Contrastista viene obligado a:
8-
- Reponer tadas las marras producidas por causas que
3.
PROYECTOS DE RESTAURACION
le sean imputables.
- Sustituir todas las plantas que, a la terminación del pla-
En estos proyectos todo se basa en la exigencia de un
cumplimiento (Pliego de Condiciones Técnicas) que por
una parte contempla los aspectos relacionados con las características de la explotación que están ligadas directamente con la posibilidad o no de instaurar la vegetación,
como es el caso de pendientes más o menos fuertes en
zo de garantía, no reunan las condiciones exigidas en
el momento de suministro o plantación.
La aceptación o el rechazo de los materiales compete
a la Dirección de Obra, que establecerá sus criterios de
acuerdo con las nornias y los fines del Proyecto.
,
.-
Los materiales rechazados serán retirados rápidamente de la obra, salvo autorización expresa de la Dirección
de Obra.
Todos los materiales que no se citan en el presente Pliego deberán ser sometidos a la aprobación de la Dirección
de Obra, quién podrá someterlos a las pruebas que juzgue necesarias, quedando facultada para desechar aquéllos que, a su juicio, no reúnan las condiciones deseadas.
2. Almacenamiento
Los materiales se almacenarán, cuando sea preciso, de
forma que quede asegurada su idoneidad para el empleo
y sea posible una inspección en cualquier momento.
El almacenamiento en obra no supone la entrega de los
materiales en el entender que estos sólo se consideran
como integrantes de la obra tras la ejecución de la partida
donde deban incluirse.
3. Inspección y ensayos
El contratista deberá permitir a la Dirección de Obra y
a sus delegados el acceso a los viveros, talleres, almacenes, fábricas, etc., donde se encuentren los materiales y,
la realización de todas las pruebas que la Dirección de
Obra considere necesarias.
Los ensayos y pruebas de control, tanto de materiales
como de unidades de obra, serán realizados por Laboratorios especializados en la materia, que en cada caso serán designados por la Dirección de Obra.
Los ensayos o reconocimientos verificados durante la
ejecución de los trabajos no tienen otro carácter que el de
simples antecedentes para la recepción, por consiguiente, la admisión de materiales o piezas en cualquier forma
que se realicen antes de la recepción, no atenúa las obligaciones de subsanar o reponer que el Contratista contrae, si las obras o instalaciones resultasen inaceptables
parcial o temporalmente, en el acto de reconocimiento final y pruebas de recepción.
4.
Sustituciones
Si por circunstancias imprevisibles hubiera de sustituirse algún material, se recabará, por escrito, autorización
de la Dirección de Obra, especificando las causas que hacen necesaria la sustitución; la Dirección de obra contestará, también por escrito y determinará~eneasodesustitución justificada, qué nuevos materiales han de reemplazar a los no disponib!es, cumpliendo análoga función y
manteniendo indemne la esencia del Proyecto.
En caso de ser especies vegetales, la sustitución se realizará con especies del mismo tipo que las que sustituyen.
B. Modificaciones de suelos
1. Aspectos generales
Las actuaciones necesarias para la realización de la explotación minera dejarán los suelos que se pretende recuperar en un estado inadecuado para el desarrollo de la
vegetación que se intenta instalar.
En ningún caso se realizará una modificación radical del
medio, salvo en las plantaciones, que requerirán las consiguientes excavaciones (hoyos, zanjas...). Se realizarán
Únicamente refinos o labores superficiales.
Los inconvenientes de la inadecuación del terreno Serán subsanados mediante el empleo de materiales que actúen como protectores (mulches), estabilizadores o acondicionadores !//o fertilizantes, haciendo uso de las técnicas de hidrosismbra. También a veces se procederá al
aporte de tieria vegetal.
Los materiales y técnicas aludidas proporcionarán Un
medio menos hostil, en el que la vegetación puede pervivir ya con mejores perspectivas.
2. Abonos orgánicos
Se definen como abonos orgánicos las sustancias orgánicas de cuya descomposición, causada por los microorganismo~del suelo, resulta un aporte de humus y
una mejora en la textura y estructura del suelo.
La utilización de abonos distintos y los aquí reseñados
sólo podrá hacerse previa autorización de la Dirección de
Obra.
Pueden adoptarse las siguientes formas:
- Estiércol.
Se considera estiércol la mezcla de las deyecciones
sólidas y líquidas del ganado, con la paja que sirve
de cama al mismo, en período de estabulación. Esta
mezcla tendrá las siguientes características:
Estará desprovista de cualquier otra materia, como
serrín, cortezas, orujo, etc.;
Habrá sido sometida a una completa fermentación
anaerobia, y la riqueza mínima de elementos fertilizantes, expresada en tantos por mil, será: cinco
para el nitrógeno, tres para el ácido fosfórico y cinco para la potasa;
La proporción de materia seca estará.compr.endida....
entre el 23 y 33 %;
Su coeficiente isohúmico estará comprendido
. .
entre
.
, ,
0,4 y 0-5;
La densidad mínima será de 0.75;
4
.
El aspecto exterior será el de una masa untuosa,
negra y ligerameiite húmeda.
- Compost
5. Materiales para fuera de especificación
Los materiales no especificados en las disposicjones,
normativa o condiciones específicas de cada tipo, deberán cumplir las condiciones que la práctica de la buena
construcción tia determinado por su empleo reiterado
Procedente de la fermentación de restos vegetales durante un tiempo no inferior a un año o del tratamiento
industrial de las basuras de población. Su contenido
en materia orgánica será superior al cuarenta por ciento (40 %) y en materia orgánica oxidable al quince por
ciento (15 % ) .
.. . ... ..
3. Abonos minerales
Se definen como abonos minerales los productos que
proporcionan al suelo uno o más elementos fertilizantes.
Deberán ajustarse en todo a la legislación vigente (Ordenes Ministeriales de 20 de junio de 1950 y 19 de julio de
1955 y cualesquiera otras que pudieran dictarse posteriormente).
Se aportará abono foliar complejo (N-P-K: 8-24-8). El
80 % del fósforo (P205) deberá ser soluble en agua, y el
nitrógeno de asimilación lenta.
Se define como <<mulchmtoda cubierta superficial del
suelo, orgánica o inorgánica, que tenga un efecto
protector.
Se empleará mulch de fibra corta procedente de una
mezcla al 50 % de pasta mecánica y heno picado y
deshidratado, de alfalfa u otra\ herbácea delcaracterísticas similares.
- Estabilizador.
cualquier material, orSe entiende por ~~estabilizadorp~
gánico o inorgánico, aplicado en solución acuosa, que
penetrando a través de la superficie del terreno reduzca la erosión por aglomeración física de las partículas,
a la vez que ligue las semillas y el mulch, pero sin Ilegar a crear una película impermeable.
Se estima conveniente la utilización de un estabilizador del tipo del garrofín, de compuestos formados por
alginatos de sodio procedentes de algas (como la Laminaria fflecaulis y Ascophyllum nodosum), o de una
solución acuosa de un polímero sintético de tipo acrílico. Se procurará asimismo la utilización de productos que permitan el uso de fertilizantes minerales, reduciendo así el peligro de reacciones alcalinas y favoreciendo la formación de humus.
4. Agua
La que se emplee para riegos y en las hidrosiembras
tendrá un contenido inferior al uno por ciento (1 %) en cloruros y sulfatos, y su pH será igual o superior a seis (6).
Se admitirán, para cualquier uso, todas las aguas que
estén calificadas como potables.
5. Turba
Se denomina turba al material orgánico procedente de
la descomposición anaerobia de residuos vegetales. La
turba a utilizar será de tipo rubia o finlandesa:
- No contendrá cantidades apreciables de cinc, leña u
otras maderas, ni terrones duros.
- Su pH será inferior a siete y medio (7,5).
- Su porcentaje mínimo de materia orgánica será del
ochenta y cinco por ciento (85 %).
- Tendrá, como mínimo, capacidad para absorber el doscientos por ciento (200 %) de agua, sobre la base de
su peso seco constante.
6. Tierra vegetal
Los cánones de aceptación que se deben considerar,
son los siguientes:
- Composición granulométrica de la tierra fina: Arena,
60175 %, limo y arcilla 10120 %, humus 4110 %.
Estos porcentajes corresponden a una tierra franca
bastante arenosa. lndice de plasticidad, menor que 8.
Granulometría: ningún elemento superior a 1 cm de
diámetro. El 20125 % de los materiales deben estar
comprendidos entre 2-10 mm de diámetro.
- Composición química:
Porcentajes mínimos: Nitrógeno, 1 por 1000.
P205asimilable, 0,3 por 1000
K20 asimilable, 0,l por 1000
-
C.
Revestimiento vegetal
1.
hfateriales a utilizar en la hidrosiembra
- Agua.
Ver el Apartado 8.4.
-
Semillas.
La mezcla de semillas será la indicada en el Proyecto.
a) Definición:
Las semillas son el albergue de las plantas en embrión. Son los gérmenes de una nueva generación. Almacenan el germen del progenitor o progenitores,
protegido de diversas maneras contra el calor, el frío,
la sequía y el agua, hasta que se presenta una situación favorable ara su desarrollo.
Las semillas con el vehículo que sirve para que la vida
embrionaria, casi suspendida, renueve su desarrollo,
luego de haberse separado de sus progenitores. Son,
en definitiva, una forma de superviviencia de las especies vegetales.
b) Condiciones generales:
Las semillas procederán de casas comerciales acreditadas y serán del tamaño, aspecto y color de la es-,
pecie botánica elegida. Para todas las partidas de semilla se exige el certificado de origen, y éste ha de
ofrecer garantías suficientes al Director.
El peco de la semilla pura y viva (P,) contenida en
cada lote no será inferior al ochenta por ciento (80 %)
del peso del material envasado.
El grado de pureza mínimo (P,), de las semillas será
al menos del ochenta y cinco por ciento (85 %) de su
peso, y el poder germinativo (P,), tal que el valor real
de las semillas sea el indicado rnás arriba.
La relación entre estos conceptos es el siguiente:
No estarán contaminadas por hongos, ni presentarán
signos de haber sufrido alguna enfermedad micológica. No presentarán parasitismo de insectos.
Cada especie deberá ser suministrada en envases individuales sellados o en sacos cosidos, aceptable-
mente identificados y rotulados, para certificar las características de la semilla.
Estas condiciones deberán estar garantizadas suficientemente, a juicio de la Dirección de Obra; en caso
contrario podrá disponerse la realización de análisis,
con arreglo al Reglamento de la Asociación Internacional de Ensayos de Semillas, que en el Hemisferio
Norte entró en vigor el 1 de julio de 1960. La toma de
muestras se efectuará con una sonda tipo Nobbe.
2. Materiales a utilizar en la plantación
1 . Plantas
Se entiende por planta en un Proyecto de Plantaciones
toda especie vegetal que habiendo nacido y sido criada
en un lugar, es sacada de éste y se sitúa en la ubicación
que indica el Proyecto.
La forma y dimensiones que adopta la parte aérea de
un vegetal de acuerdo con sus características anatómicas
y fisiológicas se llama porte.
Se distinguirán las siguientes dimensiones y características:
Arbol: vegetal leñoso, que alcanza cinco metros (5 m)
de altura o más, no se ramifica desde la base y posee un
tallo principal, llamado tronco.
Arbusto: vegetal leñoso que, como norma general, se
ramifica desde la base y posee un tallo principal, llamado
tronco.
Mata: arbusto de altura inferior a un metro (1 m).
Vivaz: vegetal no leñoso, que dura varios años; y también planta cuya parte subterránea vive varios años. A los
efectos de este pliego, las plantas vivaces se asimilan a
los arbustos y matas cuando alcanzan sus dimensiones y
las mantienen a lo largo de todo el año: a los arbustos
cuando superan el metro de altura, y a las matas cuando
se aproximan a esa cifra.
Anual: planta que completa en un ario su ciclo vegetativo.
Bienal o bisanual: que vive durante dos periodos vegetativos; en general, plantas que germinan y dan hojas el
primer año y florecen y fructifican el segundo.
Tapizante: vegetal de pequeña altura que, plantado a
una cierta densidad, cubre el suelo completamente con
sus tallos y con sus hojas. Serán en general, pero no necesariamente, plantas cundidoras.
Esqueje: fragmento de cualquier parte de un vegetal y
de pequeño tamaño, que se planta para que emita raíces
y se desarrolle.
- Procedencia.
Conocidos los factores climáticos de la zona objeto del
Proyecto y los vegetales que van a ser plantados, el lugar
de procedencia de éstos debe reunir condiciones climáticas semejantes o al menos favorables para el buen desarrollo de las plantas, y será, como norma general un vivero oficial o comercial acreditado.
- Condiciones generales.
Las plantas pertenecerán a las especies o variedades
señaladas en la Memoria y en los Planos y reunirán las
condiciones de edad, tamaño, desarrollo, forma de cultivo
y de trasplante que asimismo se indiquen.
Las plantas suministradas poseerán un sistema radical
en el que se hayan desarrollado las radicelas suficientes
para establecer prontamente un equilibrio con la parte
aérea.
Las plantas estarán ramificadas desde la base, cuando
éste sea su porte natural; en las coníferas, además, las ramas irán abundantemente provistas de hojas.